平成２９年度

神戸大学先端融合研究環統合研究領域
実績報告書

神戸大学先端融合研究環

目

次＜研究プロジェクトの名称＞○統合バイオリファイナリー研究プロジェクト・・・・・・・・・・・ １○先端膜工学研究プロジェクト・・・・・・・・・・・・・・・・・・２５○構造ベース創薬研究プロジェクト・・・・・・・・・・・・・・・・３９○国際健康学研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４６○惑星科学国際教育研究プロジェクト・・・・・・・・・・・・・・・５２○次世代サブサーフェスイメージングシステム・・・・・・・・・・・６６○マルチスケール計算生物学研究プロジェクト・・・・・・・・・・・７２○３次元可視化システムを活用した文理融合研究プロジェクト・・・・７６○計算科学・計算機工学研究プロジェクト・・・・・・・・・・・・・８１○神経回路網シミュレーションモデル研究プロジェクト・・・・・・・８６○計算科学研計算科学研究機構（AICS） ・・・・・・・・・・・・・９２

別紙１
様式（年次報告書）
平成３０年

５月２４日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 名 称 統合バイオリファイナリー研究プロジェクト
部局・専攻・氏名 科学技術イノベーション研究科・近藤昭彦

研究代表者

外 部 資 金

科学研究費補助金 147,430 千円，

受託研究経費988,386 千円

獲 得 実 績奨学寄附金

28,447 千円，共同研究経費78,947 千円

特許出願件数 24 件，

論文発表件数

158 件，

著書数 10 件

２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

近藤

昭彦

科学技術イノベーション研究科

総括

吉田

健一

科学技術イノベーション研究科

微生物細胞工場の開発

荻野千秋

工学研究科・応用化学専攻

バイオマス前処理、微生物育種蓮沼誠久

科学技術イノベーション研究科

バイオマス前処理、微生物育種

山地

秀樹

工学研究科・応用化学専攻

物質生産プロセス西野孝

工学研究科・応用化学専攻

バイオマス由来高分子の構造と物性森敦紀

工学研究科・応用化学専攻

バイオマス化学変換松山秀人

工学研究科・応用化学専攻

バイオ生産物精製用多孔膜の設計

大村直人

工学研究科・応用化学専攻

バイオマス前処理、撹拌操作

西山

覚

工学研究科・応用化学専攻

分離・化学プロセス田中勉

工学研究科・応用化学専攻

微生物育種

丸山

達生

工学研究科・応用化学専攻

生体分子を用いた機能性化合物の開発

神尾英治

工学研究科・応用化学専攻

バイオ生産物精製用多孔膜の作製

石井純

科学技術イノベーション研究科

微生物細胞工場の開発

石川周

科学技術イノベーション研究科

微生物細胞工場の開発

芦田均

農学研究科・生命機能科学専攻 酵素合成グリコーゲンの機能性評価大澤朗

農学研究科・生命機能科学専攻 腸管内の食品因子と細菌叢の動態水野雅史

農学研究科・生命機能科学専攻 腸管を介した食品因子の生理機能今石浩正

農学研究科・生命機能科学専攻 酸化酵素によるバイマス変換

金丸

研吾

農学研究科・生命機能科学専攻 植物バイオマスリソース

山崎将紀

農学研究科・資源生命科学専攻 バイオマス利用のイネ遺伝育種

橋本堂史

農学研究科・生命機能科学専攻 非栄養素の体内動態と機能性評価

宅見薫雄

農学研究科・生命機能科学専攻 バイオマス資源の開発

上曽山

博

役

割

分

担

農学研究科・資源生命科学専攻 酵素合成グリコーゲンの機能性評価

1

竹中

慎治

農学研究科・生命機能科学専攻 新規微生物酵素の検索と特性解析本田和久

農学研究科・資源生命科学専攻 酵素合成グリコーゲンの機能性評価

富永圭介

理学研究科・化学専攻

先端計測

大西

洋

理学研究科・化学専攻

機能性・安全性評価、先端計測三村徹郎

理学研究科・生物学専攻

植物材料作成支援、生理解析支援

林昌彦

理学研究科・化学専攻

分離・反応プロセス秋本誠志

理学研究科・化学専攻

植物の光合成機能の解析吉田優医学研究科･医科学専攻

メタボローム解析田中成典

システム情報学研究科・計算科学専攻

生体分子シミュレーション

西田敬二

科学技術イノベーション研究科

ゲノム編集

柘植

謙爾

科学技術イノベーション研究科

ゲノム合成

佐々木

建吾

科学技術イノベーション研究科

有用微生物群の創出

若井暁

科学技術イノベーション研究科

タンパク質生産の研究

洋一郎

科学技術イノベーション研究科

微生物細胞工場の開発

大介

科学技術イノベーション研究科

代謝機構の解析健太郎

科学技術イノベーション研究科

バイオマス前処理、微生物育種

伊藤
佐々木
猪熊

Gregory Guirimand 科学技術イノベーション研究科
小林淳平

科学技術イノベーション研究科

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バイオマスの特性評価
有用物質生産性微生物の構築

３．研究成果の概要等について
本拠点では、バイオマス育種を含めた資源の有効活用技術を開発し、それらを用いて微生物によって目的物質を発酵生産する技術を開発する。続いてその下流の化学合成や分離
精製、物質の安全性評価に至る、バイオリファイナリーを統合的な確立を行っている。以下に、各研究者及び研究グループの研究成果の概要を示す。
【 近 藤 昭 彦 ･荻 野 千 秋 】バ イ オ リ フ ァ イ ナ リ ー に 適 し た 様 々 な リ グ ノ セ ル ロ ー ス
系 バ イ オ マ ス の 前 処 理 技 術 を そ れ ぞ れ 確 立 し て き た 。こ れ ら の 前 処 理 に 加 え て 、
微 生 物 に よ る エ タ ノ ー ル 、芳 香 族 化 合 物 の 発 酵 生 産 に 関 し て も 、微 生 物 育 種 及 び
発酵生産を検討してきた。前処理技術と並行して阻害剤耐性微生物の育種にも成功した。
【 近 藤 昭 彦 ･田 中 勉 】 バイオリファイナリーで重要な微生物の育種を行った。大腸菌、コリネ型細菌、分裂酵母における代謝工学及び表層提示技術を構築し、物質生産に成功した。
【 近 藤 昭 彦 ･蓮 沼 誠 久 】高 等 植 物 、微 細 藻 類 、シ ア ノ バ ク テ リ ア に 由 来 す る バ イ
オマスを液体燃料やバイオベースケミカルに変換する技術の開発を行った。静的・動的メタボロミクス等の網羅的代謝物解析や遺伝子発現解析に基づいて微生物に改良を施し、バイオマス分解および発酵効率を向上させるための研究を促進した。コハク酸をはじめとする汎用化学品や色素等の高機能性化合物の生産に関する研究に取り組んだ。
【 山 地 秀 樹 】バ イ オ リ フ ァ イ ナ リ ー に お け る 利 用 を 視 野 に 入 れ 、微 生 物 細 胞 や 昆虫 細 胞 を 用 い た 有 用 物 質 の 高 生 産 技 術 の 開 発 に 取 り 組 ん で い る 。本 年 度 は 、プ ラ
ス ミ ド ベ ク タ ー を 利 用 し 昆 虫 細 胞 を 宿 主 と し た 一 過 性 発 現 に お い て 、抗 体 Fab フ
ラグメントの分泌生産量を増大させるための技術の開発などに取り組んだ。
【 西 野 孝 】バイオマス由来のトリメチレングリコールを主鎖骨格に組み込んだ高分子として、ポリトリメチレンナフタレートおよびポリトリメチレンフラノエートの実用化において重要となる，力学物性の温度依存性を評価するために，結晶弾性率の温度依存性について評価し，これらの高分子の柔軟性が広い温度範囲で保たれることが確認できた。
【 森 敦 紀 】バ イ オ マ ス 由 来 の 糖 類 か ら 容 易 に 変 換 可 能 で あ る 物 質 ，フ ル フ ラ ー ルを原料としてポリアミドの合成に成功した。遷移金属触媒を用いるカップリン
グ反応を利用することで得られるフラン化合物の二量体をモノマーとし，種々の １ ，ω － ジ ア ミ ン と 重 縮 合 し ，フ ラ ン 系 ポ リ エ ス テ ル に 比 べ 高 融 点 な 高 分 子 を得 た 。ま た ，フ ラ ン 誘 導 体 と ベ ン ザ イ ン を 反 応 さ せ る こ と で バ イ オ 由 来 の フ ラ ン
骨格を，石油由来のナフタレン骨格へと変換する方法を開発した。
【松山秀人】バイオプロセスにより生産された有用物質を膜分離法により低エ
ネ ル ギ ー で 分 離 回 収・濃 縮 す る 方 法 と し て 、正 浸 透 膜 法 に よ る 濃 縮 分 離 プ ロ セ ス
を 構 築 し た 。水 チ ャ ネ ル 物 質 を 組 み 込 ん だ 高 流 束 な 新 規 正 浸 透 膜 、再 生 繰 り 返 し使用が可能な高浸透圧駆動溶液をそれぞれ開発し正浸透膜プロセスに用いること で 、従 来 の 加 圧 型 膜 分 離 法（ 逆 浸 透 膜 法 ）に 比 べ 濃 縮 の 所 要 エ ネ ル ギ ー が 最 大
1/4 に 低 減 さ れ 、プ ロ セ ス の 大 幅 な 省 エ ネ ル ギ ー 化 が 可 能 と な っ た 。ま た 、正 浸
透膜法では膜ファウリングを生じにくいことも明らかにした。
【 大 村 直 人 】バ イ オ プ ロ セ ス に お け る 撹 拌 の 効 果 を 、タ ー ビ ン 翼 、大 型 回 転 翼 、
旋 回 型 回 転 翼 に よ っ て 、検 証 し た 。今 年 度 は 酵 素 生 産 性 糸 状 菌 を 固 定 化 し た 微 生
物 保 持 担 体 (BSPs)を 用 い た 撹 拌 槽 型 バ イ オ リ ア ク タ ー の 特 性 解 析 を 行 う た め に 、4 種 類 の 撹 拌 翼 を 用 い て 、 BSPs の 分 散 性 能 、 物 質 移 動 性 能 、 撹 拌 翼 に よ る せ ん
断 と 培 養 お よ び 、ア ミ ラ ー ゼ 活 性 と の 相 関 性 を 明 ら か に す る こ と で 、最 適 な 撹 拌
方法を探査した。
【西山覚】バイオプロセスから生産される含水アルコールを用いた不飽和アルデヒドの選択的還元反応による高付加価値不飽和アルコール合成反応を各種活性炭に担持したジルコニウム触媒で検討した。ジルコニウム活性点は、含まれる水によって容易に被毒されるが、担体に活性炭を用いると耐水性が高まる。活性炭は、原料，賦活方法，添加物等の違いでいろいろな細孔構造を有する。それらの中でもマイクロ孔の発達した活性炭が高い耐水性を示す担体であることがわかった。Zr 成分の活性炭担体内部での担持位置が重要であることが示唆された。
【 丸 山 達 生 】生 体 適 合 性 の 高 い 合 成 高 分 子 を 用 い て 無 機・有 機 ハ イ ブ リ ッ ド 微 粒
子 を 作 製 し 、そ の 表 面 に 機 能 性 生 体 分 子 を 化 学 的 に 固 定 化・表 面 修 飾 す る こ と に3

成 功 し た 。こ の 成 果 を 元 に 、生 体 適 合 性 合 成 高 分 子 に よ る 中 空 ポ リ マ ー ベ シ ク ルの効率生産技術を確立した。
【神尾英治】草本系バイオマスを原料としたエタノール発酵におけるエタノー
ル発酵効率改善のため、効率的に糖化液中の糖濃縮とエタノール発酵阻害物の除去を行うことが可能な正浸透膜法の開発を検討した。表面改質を施した正浸透膜を用いることで、発酵阻害物質である酢酸およびフルフラール等はほとん
ど濃縮されず、キシロースのみを濃縮可能な膜の開発に成功した。
【 芦 田 均 】ESG の 新 た な 機 能 性 と し て 、3,000-8.000 kDa の ESG は 、単 層 腸 管 に
分 化 さ せ た Caco-2 細 胞 と マ ウ ス 骨 髄 細 胞 由 来 肥 満 細 胞 の 共 培 養 系 に お い て 、 腸管細胞への刺激を介して、Ｉ型アレルギーを抑制することを明らかにした。また 、 ESG は 、 正 常 ヒ ト 角 化 細 胞 に お い て 、 大 気 汚 染 物 質 PM2.5 に よ る 炎 症 を 抑制 す る こ と を 明 ら か と し た 。 こ れ ら の こ と か ら 、 ESG は Ｉ 型 ア レ ル ギ ー を 抑 制する食品素材としての利用だけでなく、皮膚における炎症を抑制する化粧品素材としての利用も期待される。
【 吉 田 健 一 】枯草菌において副次的に機能する第 3 のシロイノシトール脱水素酵素遺伝
子を見出すとともに、主要シロイノシトール脱水素酵素についてはその発現調節因子を同定解明とした。加えて、グルコースからバイオコンバージョンによって 2 種類のイノ
シトール異性体を生産する新規方法論を開発した。一方、スペイン・マドリード自治大学との共同研究のスピンオフとして 100 kb もの長大な枯草菌染色体を僅か 15 分間の接合伝達によってある細胞から別の細胞へ移動集積させる新技術の開発にも成功した。以上は何れも枯草菌細胞工場を進展させる上で今後大いに有用となる知見と技術である。
【 大 澤 朗 】「 培 養 系 ヒ ト 腸 管 モ デ ル 」 (Kobe University Human Intestinal Microbiota
Model [KUHIMM])を 用 い て 機 能 性 食 品 と し て 注 目 さ れ て い る 「 難 消 化 性 食 物 繊維 」に 着 目 し 、こ れ ら の ヒ ト 大 腸 内 の 細 菌 群 集 に 対 す る 影 響 評 価 行 っ た 。そ の 結
果 、 難 消 化 性 食 物 繊 維 の 添 加 に よ っ て Bacteroidetes 門 に 属 す る 細 菌 群 の 増 加 お
よ び プ ロ ピ オ ン 酸 濃 度 が 特 異 的 に 上 昇 す る こ と が 観 察 さ れ 、 KUHIMM へ の 難 消化 性 食 物 繊 維 添 加 に よ り 、 個 人 ご と に 異 な る 代 謝 プ ロ フ ァ イ ル （ pH・ 短 鎖 脂 肪酸濃度の変遷）とそれに対応した細菌群変遷を予測できることが示された。
【 水 野 雅 史 】近 年 、我 が 国 で は 乳 幼 児 か ら 高 齢 者 ま で 国 民 の 約 二 人 に 一 人 が 何 らかのアレルギー疾患を有していると言われている。肥満細胞の脱顆粒はⅠ型ア
レ ル ギ ー 症 状 を も た ら す 主 要 な 反 応 と し て 広 く 認 識 さ れ て い る 。本 研 究 で は 、受身皮膚アナフィラキシー反応における乳酸菌の抗アレルギー効果を検討した。
そ の 結 果 、 E. faecalis EC-12 株 は 腸 管 上 皮 細 胞 に 認 識 さ れ る こ と で 何 ら か の 情 報
伝達がおこり最終的に肥満細胞の活性化を抑制していることが明かとなった。
【 今 石 浩 正 】バイオリアクターによるバイオマスからの有用物質生産の目的で、シトク
ロム P450 の一種である CYP53A15 および CYP97 を大腸菌内へと高発現させ、最適な生物返還条件を検討した。その結果、新たに CYP97 がβカロテンの水酸化に関与する事を明らかにした。
【金丸研吾】植物バイオマスの増産に役立つ生育促進物質の探索と効果検証用に 開 発 、 特 許 出 願 済 み の ハ イ ス ル ー プ ッ ト 栽 培 系 「 球 体 法 」 で 10 物 質 、 5 項 目の 検 証 を 行 っ た 。ま た 企 業 と の 共 同 研 究 で 、特 定 植 物 の 有 す る 成 育 促 進 物 質 の 絞
りこみを同法で行い、どのような遺伝子の発現が変動するか初期応答と後期応答それぞれについても検証し、当該物質の特許出願に至った。
【 山 崎 将 紀 】食糧としての“コメ”と工業用原料バイオマスとしての“稲わら”を両立する交雑候補となる３４系統を選抜した。今年はコメの品質についても絞り込むことができ、コメやわらの収量性やバイオマス特性の両立は可能であることが示唆された。
【宅見薫雄】細胞外排出シグナルを含んだ糸状菌のセルラーゼ遺伝子を乾燥条件下で発現する形質転換シロイヌナズナと形質転換オオムギを系統化した。また 、 雑 種 致 死 を 示 す コ ム ギ 種 間 雑 種 で 高 発 現 す る NAC と MYB 転 写 因 子 が 老 化過程でも発現することを示した。
【 上 曽 山 博 】酵素合成グリコーゲン（ESG）を用いた新規の肥満改善法提案の為の一環として、ESG の食欲抑制効果について検証した。その結果、ESG は盲腸の GLP-1 及び PYYの発現促進を介して摂食を抑制することが示唆された。これらの結果から、ESG の肥満改善機構には脂肪吸収抑制と摂食抑制の 2 種の異なる経路が関与することが示唆された。
【竹中慎治】ジアミン類を生産するための微生物ツールとして好アルカリ性微生 物 の 検 索 を 行 っ た 。 分 離 菌 、 Bacillus halodurans は 、 pH は 11 以 上 で 高 濃 度 のNa 2 CO 3 （ 50 g/L） 添 加 培 地 に お い て も 良 好 な 生 育 を 示 し た 。

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【 本 田 和 久 】酵素合成グリコーゲン（ESG）による摂食抑制機構解明の為の一環として、
ESG の給与が盲腸及び血中の短鎖脂肪酸濃度、並びに視床下部食欲調節ペプチドの発現異に及ぼす影響について調べた。その結果、ESG の給与は、盲腸内と血中の単さ脂肪酸
濃度を上昇させるが、視床下部食欲調節関連ペプチドの発現量には影響しなかった。これ
らの結果から、ESG による摂食抑制機構への求心性迷走神経系の関与が暗示された。
【富永圭介】西野グループとの共同研究としてポリグリコール酸のテラヘルツ
帯の吸収スペクトルの測定と結晶構造までを考量した量子化学計算を行い、低振動領域に観測されるバンドの同定を行った。非晶質状態でも明確なバンドが観測されており、ある程度の構造が形成されていることを示唆していることがわかった。
【 大 西 洋 】林 智 広 准 教 授（ 東 京 工 業 大 学 ）か ら 提 供 さ れ た 生 体 忌 避 性 を も つ 単 分子膜をリン酸緩衝生理食塩水中で画像化する実験と測定結果の解析を完了した。忌避性単分子膜と接する強く構造化した液体層を見いだした。
【 秋 本 誠 志 】陸 上 植 物 お よ び 微 細 藻 の 環 境 ス ト レ ス 耐 性 に つ い て 、非 破 壊 的 に 検査を行う方法の確立を目指している。金丸グループ内ではシロイヌナズナ野生株 や 変 異 株 を 対 象 と し た 解 析 を 、ま た 、近 藤 グ ル ー プ と の 共 同 研 究 で は 藍 藻 や 紅藻を対象とした解析を進めている。

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４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Improvement of ethanol production from crystalline cellulose via optimizing cellulase
ratios in cellulolytic Saccharomyces cerevisiae
著者名：Liu, Z., Inokuma, K., Ho, SH., den Haan, R., van Zyl, W.H., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology and Bioengineering, 114(6), 1201-1207, 2017
論文名：Dynamic metabolic profiling together with transcription analysis reveals salinity-induced
starch-to-lipid biosynthesis in alga Chlamydomonas sp. JSC4
著者名：Ho, SH., Nakanishi, A., Kato, Y., Yamasaki, H., Chang, JS., Misawa, N., Hirose, Y.,
Minagawa, J., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, 4(7), 45471, 2017
論文名：Positive feedback genetic circuit incorporating a constitutively active mutant Gal3 into
yeast GAL induction system
著者名：Ryo, S., Ishii, J., Matsuno, T., Nakamura, Y., Matsubara, D., Tominaga, M., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：ACS Synthetic Biology, 6(6), 928-935, 2017
論 文 名 ： Direct ethanol production from ionic liquid-pretreated lignocellulosic biomass bycellulase-displaying yeasts
著者名：Yamada, R., Nakashima, K., Asai-Nakashima, N., Tokuhara, W., Ishida, N., Katahira,S., Kamiya, N., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Applied Biochemistry and Biotechnology, 182(1), 229–237, 2017
論文名：Taurine does not affect the composition, diversity, or metabolism of human colonicmicrobiota simulated in a single-batch fermentation system
著者名：Sasaki, K., Sasaki, D., Okai, N., Tanaka, K., Nomoto, R., Fukuda, I., Yoshida, K., Kondo,
A., Osawa, R.
掲載誌，巻，ページ：PLOS ONE, 12(7), e0180991, 2017
論文名：Caffeic acid production by simultaneous saccharification and fermentation of kraft pulp
using recombinant Escherichia coli
著者名：Kawaguchi, H., Katsuyama, Y., Danyao, D., P. Kahar, Nakamura-Tsuruta, S., Teramura,H., Wakai, K., Yoshihara K., Minami, H., Ogino, C., Ohnishi, Y., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Appl Microbiol Biotechnoliol, 101(13), 5279–5290, 2017
論文名：Sucrose purification and repeated ethanol production from sugars remaining in sweetsorghum juice subjected to a membrane separation process
著者名：Sasaki, K., Tsuge, Y., Kawaguchi, H., Yasukawa, M., Sasaki, D., Sazuka, T., Kamio, E.,
Ogino, C., Matsuyama, H., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Applied Microbiology and Biotechnology, 101(15), 6007-6014, 2017
論文名：Targeted base editing in rice and tomato using a CRISPR-Cas9 cytidine deaminase fusion
著者名：Shimatani, Z., Kashojiya, S., Takayama, M., Terada, R., Arazoe, T., Ishii, H., Teramura,
H., Yamamoto, T., Komatsu, H., Miura, K., Ezura, H., Nishida, K., Ariizumi, T., Kondo,
A.
掲載誌，巻，ページ：Nature Biotechnology, 35(5), 441-443, 2017
論文名：Mannan endo-1,4-β-mannosidase from Kitasatospora sp. isolated in Indonesia and its
potential for production of mannooligosaccharides from mannan polymers
著者名：N. Rahmani, Kashiwagi, N., Lee, J., Niimi-Nakamura, S., Matsumoto, H., P. Kahar,
Lisdiyanti, P., Yopi, Y., Prasetya, B., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：AMB Express, 7(1), 100, 2017
論文名：Biotransformation of ferulic acid to protocatechuic acid by Corynebacterium glutamicum
ATCC 21420 engineered to express vanillate O-demethylase
著者名：Okai, N., Masuda, T., Takeshima, Y., Tanaka, K., Yoshida, K., Miyamoto, M., Ogino, C.,
Kondo, A.

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掲載誌，巻，ページ：AMB Express, 7(1), 130, 2017
論文名：Targeted nucleotide substitution in mammalian cell by Target-AID
著者名：Arazoe, T., Nishida, K., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bio-protocol, 7, 11, 2017
論文名：Metabolic engineering of Schizosaccharomyces pombe via CRISPR-Cas9 genome
editing for lactic acid production from glucose and cellobiose
著者名：Ozaki, A., Konishi, R., Otomo, C., Kishida, M., Takayama, S., Matsumoto, T., Tanaka,T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Metabolic Engineering Communications, 5, 60-67, 2017
論文名：Future insights in fungal metabolic engineering
著者名：Wakai, S., Arazoe, T., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1314-1326, 2017
論文名：Engineering metabolic pathways in Escherichia coli for constructing a “microbial
chassis” for biochemical production
著者名：Matsumoto, T., Tanaka, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1362-1368, 2017
論文名：Glutathione production from mannan-based bioresource by mannanase/mannosidase
expressing Saccharomyces cerevisiae
著者名：A. Prima, Hara, Y. K., A. C. Djohan, Kashiwagi, N., P. Kahar, Ishii, J., Nakayama, H.,
Okazaki, F., B. Prasetya, Kondo, A., Yopi, Ogino, C.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1400-1406, 2017
論文名：Development and evaluation of consolidated bioprocessing yeast for ethanol production
from ionic liquid-pretreated bagasse
著者名：Amoah, J., Ishizue, N., Ishizaki, M., Yasuda, M., Takahashi, K., Ninomiya, K., Yamada,R., Kondo, A., Ogino, C.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1413-1420, 2017
論 文 名 ： Challenges of non-flocculating Saccharomyces cerevisiae haploid strain against
inhibitory chemical complex for ethanol production
著者名：P. Kahar, E. I. Riyanti, Otsuka, H., Matsumoto, H., Kihira, C., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1436-1446, 2017
論文名：Evolutionary engineering of salt-resistant Chlamydomonas sp. strains reveals salinity
stress-activated starch-to-lipid biosynthesis switching
著者名：Kato, Y., Ho, SH., Vavricka, CJ., Chang, JS., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1484-1490, 2017
論 文 名 ： Production of chemicals and proteins using biomass-derived substrates from a
Streptomyces host
著者名：Kashiwagi, N., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1655-1663, 2017
論文名：Microbial conversion of biomass into bio-based polymers
著者名：Kawaguchi, H., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1664-1673, 2017
論 文 名 ： 1,5-Diaminopentane production from xylooligosaccharides using metabolicallyengineered Corynebacterium glutamicum displaying beta-xylosidase on the cell surface
著者名：Imao, K., Konishi, R., Kishida, M., Hirata, Y., Segawa, S., Adachi, N., Matsuura, R.,
Tsuge, Y., Matsumoto, T., Tanaka T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1684-1691, 2017
論文名：Bear-trap sensing of somatostatin via split aptamers and atomic force microscopy
著者名：Takenaka, M., Amino, T., Miyachi, Y., Ogino, C., Kondo, A.

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掲載誌，巻，ページ：Sensors & Actuators: B. Chemical, 252, 600-605, 2017
論 文 名 ： Screening and evaluation of aptamers against somatostatin, and sandwich-likemonitoring of somatostatin based on atomic force microscopy
著者名：Takenaka, M., Amino, T., Miyachi, Y., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Sensors & Actuators: B. Chemical, 252, 813-821, 2017
論文名：Beyond native Cas9: manipulating genomic information and function
著者名：Mitsunobu, H., Teramoto, J., Nishida, K., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Trends in Biotechnology, 35(10), 983-996, 2017
論文名：Development of a comprehensive set of tools for genome engineering in a cold- andthermo-tolerant Kluyveromyces marxianus yeast strain
著者名：Nambu-Nishida, Y., Nishida, K., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, 7(1), 8993, 2017
論文名：Simultaneous conversion of free fatty acids and triglycerides to biodiesel by immobilized
Aspergillus oryzae expressing Fusarium heterosporum lipase
著者名：Amoah, J., Quayson, E., Hama, S., Yoshida, A., Hasunuma, T., Ogino, C., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology Journal, 12(3), 1600400, 2017
論文名：Development of fed-batch process for high-yielding β-glucosidase displayed on cellsurface of industrial yeast Saccharomyces cerevisiae
著者名：Onodera, K., Hama, S., Yoshida, Y., Noda, H., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biochemical Engineering Journal, 128, 195-200, 2017
論文名：Engineering a synthetic pathway for maleate in Escherichia coli
著者名：Noda, S., Shirai, T., Mori, Y., Oyama, S., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Nature Communications, 8(1), 1153, 2017
論 文 名 ： Conversion of Chlamydomonas sp. JSC4 lipids to biodiesel using Fusarium
heterosporum lipase-expressing Aspergillus oryzae whole-cell as biocatalyst
著者名：J. Amoah, Ho, SH., Hama, S., Yoshida, A., Nakanishi, A., Hasunuma, T., Ogino, C.,
Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Algal Research, 28, 16-23, 2017
論 文 名 ： Improvement of xylose fermentation ability under heat and acid co-stress in
Saccharomyces cerevisiae using genome shuffling technique
著者名：Inokuma, K., Iwamoto, R., Bamba, T., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 5, 81, 2017
論文名：Selection of yeast Saccharomyces cerevisiae promoters available for xylose cultivationand fermentation
著者名：Nambu-Nishida, Y., Sakihama, Y., Ishii, J., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Bioscience and Bioengineering, 125(1), 76-86, 2018
論 文 名 ： Streptavidin-hydrogel prepared by sortase A-assisted click chemistry for enzyme
immobilization on an electrode
著者名：Matsumoto, T., Isogawa, Y., Tanaka, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biosensors and Bioelectronics, 99(15), 56-51, 2018
論文名：Low amounts of dietary fibre increase in vitro production of short-chain fatty acids
without changing human colonic microbiota structure
著者名：Sasaki, D., Sasaki, K., Ikuta, N., Yasuda, T., Fukuda, I., Kondo, A., Osawa, R.
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, 11(8), 435, 20188

論文名：Effective usage of sorghum bagasse: optimization of organosolv pretreatment using 25%
1-butanol and subsequent nanofiltration membrane separation
著者名：Teramura, H., Sasaki, K., Oshima, T., Kawaguchi, H., Ogino, C., Sazuka, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 252, 157-164, 2018
論文名：Electrochemical biotechnologies minimizing the required electrode assemblies
著者名：Sasaki, K., Sasaki, D., Kamiya, K., Nakanishi, S., Kondo, A., Kato, S.
掲載誌，巻，ページ：Current Opinion in Biotechnology, 50, 182-188, 2018
論文名：Direct and highly productive conversion of cyanobacteria Arthrospira platensis to ethanol
with CaCl2 addition
著者名：Aikawa, S., Inokuma, K., Wakai, S., Sasaki, K., Ogino, C., Chang, JS, Hasunuma, T.,
Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology for Biofuels, 11, 50, 2018
論文名：Enhanced cell-surface display of a heterologous protein using SED1 anchoring system
in SED1-disrupted Saccharomyces cerevisiae strain
著者名：Bamba, T., Inokuma, K., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioscience and Bioengineering, 125(3), 306-310, 2018
論文名：Metabolic Engineering of the 2-Ketobutyrate Biosynthetic Pathway for 1-Propanol
Production in Saccharomyces cerevisiae
著者名：Nishimura, Y., Matsui, T., Ishii, J., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Microbial Cell Factories, 17(1), 38, 2018
論文名：Deaminase-mediated multiplex genome editing in Escherichia coli
著者名：Banno, S., Nishida, K., Arazoe, T., Mitsunobu, H., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Nature Microbiology, 3, 423-429, 2018
論文名：Modifying expression modes of human neurotensin receptor type 1 alters sensing
capabilities for agonists in yeast signaling biosensor
著者名：Hashi, H., Nakamura, Y., Ishii, J., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology Journal, 13(4), e1700522, 2018
論文名：Direct bioconversion of rice residue from canteen waste into lipids by new amylolytic
oleaginous yeast Sporidiobolus pararoseus KX709872.
著者名：Chaiyaso, T., Srisuwan, W., Techapun, C., Watanabe, M., Takenaka, S.
掲載誌，巻，ページ：Preparative Biochemistry and Biotechnology, 48(4), 361-371, 2018
論文名：An integrated process for Xylooligosaccharide and bioethanol production from corncob.
著者名：Boonchuay, P., Techapun, C., Leksawasdi, N., Seesuriyachan, P., Hanmoungjai, P.,
Watanabe, M., Takenaka, S., Chaiyaso, T.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 256, 399-407, 2018
論文名：Characterization and mutation analysis of a halotolerant serine protease from a newisolate of Bacillus subtilis.
著者名：Takenaka, S., Yoshinami, J., Kuntiya, A., Techapun, C., Leksawasdi, N., Seesuriyachan,P., Chaiyaso, T., Watanabe, M., Tanaka, K., Yoshida, K. I.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology Letters, 40(1), 189-196, 2018
論文名：Homology modeling and prediction of the amino acid residues participating in thetransfer of acetyl-CoA to arylalkylamine by the N-acetyltransferase from
Chryseobacterium sp.
著者名：Takenaka, S., Ozeki, T., Tanaka, K., Yoshida, K. I.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology Letters, 39(11), 1699-1707, 20179

論文名：Controlling surface-segregation of a polymer to display carboxy groups on an outermost
surface using perfluoroacyl group
著者名：Nishimori, K., Kitahata, S., Nishino, T., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Langmuir accepted, 2018
論 文 名 ： Preparation of uncurled and planar multilayered graphene using polythiophene
derivatives via liquid-phase exfoliation of graphite
著者名：Iguchi, H., Miyahara, K., Higashi, C., Fujita, K., Nakagawa, N., Tamba, S., Mori, A.,
Yoshitani, H., Nakasuga, A., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：FlatChem, 8, 31-39, 2018
論文名：Electrospun polymeric short microfibers with surface-selective functionalization
著者名：Matsuura, T., Tsuchiya, E., Fukui, Y., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Colloid and Polymer Science, 296, 239-244, 2018
論文名：In-situ synthesis of supramolecular hydrogelator at an oil/water interface for stabilizationand stimuli-induced fusion of microdroplets
著者名：Nishida, Y., Tanaka, A., Yamamoto, S., Tominaga, Y., Kunikata, N., Mizuhata, M.,
Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Angewandte Chemie International Edition, 56, 9410-9414, 2017
論文名：Hollow phosphorylcholine polymer vesicles prepared by a coaxial electrospray technique
著者名：Matsuura, T., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Colloid and Polymer Science, 295, 1251–1256, 2017
論文名：DNA–gold nanoparticle hybrid hydrogel network prepared by enzymatic reaction
著者名：Eguchi, Y., Kato, T., Tanaka, T., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Chemical Communications, 53, 5802-5805, 2017
論文名：Palmitoylated amino acids as low-molecular-weight gelators for ionic liquids
著 者 名 ： Restu, W. K., Nishida, Y., Kataoka, T., Morimoto, M., Ishida, K., Mizuhata, M.,
Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Colloid and Polymer Science, 295, 1109-1116, 2017
論文名：Rational and practical exfoliation of graphite using well-defined poly(3-hexylthiophene)
for the preparation of conductive polymer/graphene composite
著者名：Iguchi, H., Higashi, C., Funasaki, Y., Fujita, K., Mori, A. Nakasuga, A., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, 7, 39937, 2017
論 文 名 ： Calcium phosphate-polymer hybrid microparticles having functionalized surfaces
prepared by a coaxially electrospray technique
著者名：Matsuura, T., Maruyama, T.
掲載誌，巻，ページ：Colloids and Surfaces A, 526, 64-69, 2017
論文名：合成分子の自己組織化による細胞死の誘導
著者名：丸山達生
掲載誌，巻，ページ：化学，72, 66-67, 2017
論文名：廃食品性バイオマスを用いたレアメタル高選択的分離技術の開発
著者名：丸山達生
掲載誌，巻，ページ：ケミカルエンジニヤリング，62, 62-67, 2017
論文名：Crystal Modulus of Poly(glycolic acid) and its Temperature dependence
著者名：Lee, S., Hongo, C., Nishino, T.
掲載誌，巻，ページ：Macromolecules, 50, 5074-5079, 2017
論文名：Crystal modulus of Poly (lactic acid)s, and their Stereocomplex
著者名：Lee, S., Kimoto, M., Tanaka, M., Tsuji, H., Nishino, T.
掲載誌，巻，ページ：Polymer, 138, 124-131, 201810

論文名：Three dominant awnless genes in common wheat: fine mapping, interaction andcontribution to diversity in awn shape and length
著者名： Yoshioka, M., Iehisa, J.C.M., Ohno, R., Kimura, T., Enoki, H., Nishimura, S.,
Nasuda, S., Takumi, S.
掲載誌，PLoS ONE, 12, e0176148, 2017
論 文 名 ： Global gene expression profiling related to temperature-sensitive growthabnormalities in interspecific crosses between tetraploid wheat and Aegilops
tauschii
著者名：Matsuda, R., Iehisa, J.C.M., Sakaguchi, K., Ohno, R., Yoshida, K., Takumi, S.
掲載誌，PLoS ONE, 12, e0176497, 2017
論 文 名 ： Genotypic effects on sugar and by-products of liquid hydrolysates and on
saccharification of acid-insoluble residues from wheat straw
著者名：Ohno, R., Teramura, H., Ogino, C., Kondo, A., Takumi, S.
掲載誌，Genes and Genetic Systems, 92, (doi:10.1266/ggs.17-00027), 2017
論文名：Hybrid incompatibilities in interspecific crosses between tetraploid wheat and its
wild relative Aegilops umbellulata
著者名：Okada, M., Yoshida, K., Takumi, S.
掲載誌，Plant Molecular Biology, 95, 625-645, 2017
論文名：The role of reproductive isolation in allopolyploid speciation patterns: empiricalinsights from the progenitors of common wheat
著者名：Matsuoka, Y., Takumi, S.
掲載誌，Scientific Reports, 7, 16004, 2017
論文名：Genetic mapping reveals a dominant awn-inhibiting gene related to differentiationof the variety anathera in wild diploid wheat Aegilops tauschii
著者名：Nishijima, R., Ikeda, T. M., Takumi, S.
掲載誌，Genetica, 146, 75-84, 2018
論 文 名 ： Natural variation in photoperiodic flowering pathway and identification ofphotoperiod-insensitive accessions in wild wheat, Aegilops tauschii
著者名：Koyama, K., Okumura, Y., Okamoto, E., Nishijima, R., Takumi, S.
掲載誌，Euphytica, 214, 3, 2018
論 文 名 ： Bacillus subtilis iolU encodes an additional NADP+-dependent scyllo-inositol
dehydrogenase
著者名：Kang, D.-M., Tanaka, K., Takenaka, S., Ishikawa, S., Yoshida, K.
掲載誌，巻，ページ：Microbial Cell Factories, 16,67(on-line), 2017
論文名：Bacillus subtilis IolQ (DegA) is a transcriptional repressor of iolX encoding NAD+dependent scyllo-inositol dehydrogenase
著者名：Kang, D-.M., Michon, C., Morinaga, T., Tanaka, T., Takenaka, S., Ishikawa, S., Yoshida,
K.
掲載誌，巻，ページ：BMC Microbiology, 17, 154(on-line), 2017
論文名：Homology modeling and prediction of the amino acid residues participating in thetransfer of acetyl-CoA to arylalkylamine by the N-acetyltransferase from
Chryseobacterium sp.
著者名：Takenaka, S., Ozeki, T., Tanaka, K., Yoshida, K..
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology Letters, 39, 1699-1707, 2017
論文名：Genome Sequence of Bacillus velezensis S141, a New Strain of Plant Growth-Promoting
Rhizobacterium Isolated from Soybean Rhizosphere11著者名：Sibponkrung, S., Kondo, T., Tanaka, K., Tittabutr, P., Boonkerd, N., Teaumroong, N.,
Yoshida, K.
掲載誌，巻，ページ：Genome Announcements, 5, e01312-17(on-line), 2017
論文名：Rapid conjugative mobilization of a 100 kb segment of Bacillus subtilis chromosomal
DNA is mediated by a helper plasmid with no ability for self-transfer
著者名：Miyano, M., Tanaka, K., Ishikawa, S., Takenaka, S., Miguel-Arribas, A.,. Meijer, W. J.
J., Yoshida, K.
掲載誌，巻，ページ：Microbial Cell Factories, 17, 13(on-line), 2018
論文名：Differences in glucose yield of residues from among varieties of rice, wheat, and sorghum
after dilute acid pretreatment
著者名：Teramura, H., K. Sasaki, H. Kawaguchi, F. Matsuda, J. Kikuchi, T. Shirai, T. Sazuka, M.
Yamasaki, S. Takumi, C. Ogino and A. Kondo
掲載誌，巻，ページ：Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 81, 1650-1656, 2017
論文名：Genetic dissection of grain traits in Yamadanishiki, an excellent sake-brewing ricecultivar
著者名：Okada, S., Suehiro, M., Ebana, K., Hori, K., Onogi, A., Iwata, H., Yamasaki, M.
掲載誌，巻，ページ：Theoretical and Applied Genetics, 130, 2567-2585, 2017
論文名：Genetic tracing of Jatropha curcas L. from its Mesoamerican origin to the world
著者名：Li, H., Tsuchimoto, S., Harada, K., Yamasaki, M., Sakai, H., Wada, N., Alipour, A., Sasai,T., Tsunekawa, A., Tsujimoto, H. Ando, T., Tomemori, H., Sato, S., Hirakawa, H.,
Quintero, V. P., Zamarripa, A., Santos, P., Hegazy, A., Ali, M., Fukui, K.
掲載誌，巻，ページ：Frontiers in Plant Science. DOI: 10.3389/fpls.2017.01539. 2017
論文名：Effects of enzymatically synthesized glycogen on lipid metabolism in diet induced obese
mice
著者名：Furuyashiki, T., Ogawa, R., Nakayama, Y., Honda, H., Kamisoyama, H., Takata, H.,
Kamasaka, H., Yasuda, M., Kuriki, T., Ashida, H.
掲載誌，巻，ページ：Food Science and Technology Research, 24, 119-127, 2018
論 文 名 ： Effects of enzymatically synthesized glycogen and exercise on abdominal fat
accumulation in high-fat diet-fed mice
著者名：Tamura, S., Honda, K., Morinaga, R., Saneyasu, T., Kamisoyama, H.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Nutritional Science and Vitaminolgy, 63, 406-411, 2017
論文名：Using motion analysis to evaluation techniques for whipping heavy cream by hand
著者名：Hara, M., Masuda, H., Horie, T., Honda, S., Kataoka-Shirasugi, N., Ohmura, N.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Engineering of Japan, 51,180-184, 2018
論文名：Functional characterization of CYP52G3 from Aspergillus oryzae and its application
for bioconversion and synthesis of hydroxyl flavanone and steroids
著者名：Uno, T., Yanase, T., Imaishi, H.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology and Applied Biochemistry, 64(3), 385-391, 2017
論文名：Metabolism of 7-ethoxycoumarin, flavanone and steroids by cytochrome P450 2C9variants
著者名：Uno, T., Nakano, R., Kanamaru, K., Takenaka, S., Uno, Y., Imaishi, H.
掲載誌，巻，ページ：Biopharmaceutics & Drug Disposition, 38(8), 486-493, 2017
論文名：Effect of genetic polymorphism of human CYP2B6 on the metabolic activation ofchlorpyrifos
著者名：Imaishi, H., Goto, T.
掲載誌，巻，ページ：Pesticide Biodhemistry and Physiology, 144, 42-48, 2018
論文名：Modification of N-terminal amino acids of fungal benzoate hydroxylase (CYP53A15)
for the production of p-hydroxybenzoate and optimization of bioproduction conditionsin Escherichia coli12

論文名：Mixing characteristics of submerged fungal fluid in a flexible stirred mixing system
著者名：Ghobad, N., Ogino, C., Ogawa, T., Ohmura, N.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Engineering of Japan, 51, 143-151, 2018
論文名：Intensification of mixing processes with complex fluids
著者名：Ohmura, N., Masuda, H., Wang, S.（国際共著）
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Engineering of Japan, 51, 129-135, 2018
論文名：Flow dynamics in Taylor-Couette flow reactor with axial distribution of temperature
著者名：Masuda, H., Yoshida, S., Horie, T., Ohmura, N., Shimoyamada, M.
掲載誌，巻，ページ：AIChE Journal, 64, 1075-1082, 2018
論文名：Thermal treatment of starch slurry in Couette-Taylor flow apparatus
著者名：Hubacz, R., Masuda, H., Horie, T., Ohmura, N.（国際共著）
掲載誌，巻，ページ：Chemical and Process Engineering, 38, 345-361, 2017
論文名：Preparation of a photoresponsive tracer to evaluate the performance of dry-type
powder photoreactors
著者名：Hirota, J., Inoue, T., Watanabe, T., Okemoto, A., Horie, T., Ohmura, N., Taniya, K.,
Ichihashi, Y., Nishiyama, S.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Engineering of Japan, 50, 710-715, 2017
論文名：Intensification of heat sterilization process for liquid foods using Taylor-Couette flow
system
著者名：Masuda, H., Horie, T., Ohmura, N., Shimoyamada, M.
掲載誌，巻，ページ：Chemical Engineering Transactions, 57, 1753-1758, 2017
論文名：Process development of starch hydrolysis using mixing characteristics of Taylor
vortices
著者名：Masuda, H., Horie, T., Hubacz, R., Ohmura, N., Shimoyamada, M.（国際共著）
掲載誌，巻，ページ：Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 81(4), 755-761, 2017
論文名：Effect of shear rate distribution on aprticle aggregation in a stirred vessel
著者名：Masuda, H., Tsuda, K., Matsui, K., Komoda, Y., Ohmura, N.
掲載誌，巻，ページ：Chemical Engineering & Technology, 40, 493-497, 2017
論文名：Characterizations of the submerged fermentation of Aspergillus oryzae using a
Fullzone impeller in a stirred tank bioreactor
著者名：Ghobadi, N., Ogino, C., Yamabe, K., Ohmura, N.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Bioscience and Bioengineering, 123, 101-108, 2017
論文名：Prediction of onset of Taylor-Couette instability for shear-thinning fluids
著者名：Masuda, H., Horie, T., Hubacz, R., Ohta, M., Ohmura, N.
掲載誌，巻，ページ：Rheologica Acta, 56, 73-84, 2017
論文名：Preparation of Furan Dimer-Based Biopolyester Showing High Melting Points
著者名：Miyagawa, N., Ogura, T., Okano, K., Mori, A.
掲載誌，巻，ページ：Chemistry Letters, 46, 1535-1538, 2017
論文名：Chirality recognition of winding vine-shaped heterobiaryls with molecular asymmetry.
Kinetic and dynamic kinetic resolution by Shi's asymmetric epoxidation
著者名：Maruhashi, K., Okayama, Y., Inoue, R., Ashida, S., Toyomori, Y., Okano, K., Mori, A
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, 8, 1704, 2018
論文名：Synthesis of Thieno[3,2-b]indoles via Halogen Dance and Ligand-Controlled One-Pot
Sequential Coupling Reaction
著者名：Hayashi, Y., Okano, K., Mori, A.
掲載誌，巻，ページ：Organic Letters, 20, 958-961, 201813

論文名：Magnesium Bisamide-Mediated Halogen Dance of Bromothiophenes
著者名：Y., Yamane, Y., Sunahara, K., Okano, K., Mori, A.
掲載誌，巻，ページ：Organic Letters, 20, 1688-1691, 2018
論文名：Local Environment of Strontium Cations Activating NaTaO3 Photocatalysts
著者名：An, L., Sasaki, T., Weidler, P., Wöll, C., Ichikuni, N., Onishi, H.
掲載誌，巻，ページ：ACS Catalysis, 8, 880-885, 2018
論文名：Cross-Sectional Imaging of Boundary Lubrication Layer Formed by Fatty Acid by
Means of Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy
著者名：Hirayama, T., Kawamura, R., Fujino, K., Matsuoka, T., Komiya, H., Onishi, H.
掲載誌，巻，ページ：Langmuir, 33, 10492-10500, 2017
論文名：Interface Structure between Tetraglyme and Graphite
著者名：Minato, T., Araki, Y., Umeda, K., Yamanaka, T., Okazaki, K.-i., Onishi, H., Abe, T.,
Ogumi, Z.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Physics, 147, 124701, 2017
論文名：ocalization of Cesium on Montmorillonite Surface Investigated by Frequency
Modulation Atomic Force Microscopy
著者名：Araki, Y., Satoh, H., Okumura, M., Onishi, H.
掲載誌，巻，ページ：Surface Science, 665, 32-36, 2017
論文名：Hot water extract of Grifola gargal possesses anti-inflammatory activity
著者名：Mizuno, M., Sakane, I., Minato, K., Watanabe, J., Hashimoto, T.
掲載誌，巻，ページ：Food Science and Technology Research, 23(5), 725-732, 2017
論文名：Enhancement of anti-inflammatory and anti-allergic activities with combination ofluteolin and quercetin in in vitro co-culture system
著者名：Mizuno, M., Yamashita, S., Hashimoto, T.
掲載誌，巻，ページ：Food Science and Technology Research, 23(6), 811-818, 2017
論文名：Improved antifouling properties of polyvinyl chloride blend membranes by novel
phosphate based-zwitterionic polymer additive
著者名：L. F. Fang, S. Jeon, Y. Kakihana, J. Kakehi, B. K. Zhu, H. Matsuyama, S. F. Zhao
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 528, 326-335 (2017)
論文名：New Approach for the Fabrication of Double-network Ion-gel Membranes with High
CO2/N2 Separation Performance Based on Facilitated Transport
著者名：F. Moghadam, E. Kamio, T. Yoshioka, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 530, 166-175 (2017)
論文名：Biofouling Phenomena on Anion Exchange Membranes under the Reverse
Electrodialysis Process
著者名：M. Vaselbehagh, H. Karkhanechi, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 530, 232-239 (2017)
論文名：Poly(vinylidene difluoride)/Poly(tetrafluoroethylene-co- vinylpyrrolidone) Blend
Membranes with Antifouling Properties
著者名：Y. Sun, S. Rajabzadeh, L. Fang, S. Jeon, Z. Zhou, Y. Ohmukai, J. Miki, X. Wang, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Materials Science & Engineering (Part C), 75, 79-87 (2017)
論文名：Evaluation of energy production from municipal wastewater using forward osmosis
process and anaerobic membrane bioreactor
著者名：S. Onoda, Y. Masumori, T. Miyoshi, M. Yasukawa, T. Takahashi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Desalination and Water Treatment, 65, 1-10 (2017)
論文名：Effect of the addition of fine bubbles on reversible and irreversible membrane fouling14

in surface water treatment
著者名：T. Watabe, T. Takahashi, K. Matsuyama, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Desalination and Water Treatment, 78, 12-18 (2017)
論文名：Fundamental study on pressure-retarded osmosis using ultrafiltration membranes andpolymer draw solution
著者名：T. Takahashi, M. Yasukawa, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Bull. Soc. Sea Water Sci., Jpn., 71, 346-347 (2017)
論文名：Preparation of Robust Braid-reinforced Poly(vinyl chloride) Ultrafiltration Hollow
Fiber Membrane with Antifouling Surface and Application to Filtration of ActivatedSludge Solution
著者名：Z. Zhou, S. Rajabzadeh, L.F. Fang, T. Miyoshi, Y. Kakihana, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Materials Science & Engineering (Part C), 77, 662-671 (2017)
論文名：Effect of internal mass in the lattice Boltzmann simulation of moving solid bodies by
the smoothed-profile method
著者名：Y. Mino, H. Shinto, S. Sakai, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Physical Review E, 95, 043309 (2017)
論文名：Preparation of Cyclic Peptide Nanotube Structures and Molecular Simulation of Water
Adsorption and Diffusion
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, H. Nagasawa, M. Kanezashi, T. Tsuru, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 537, 101-110 (2017)
論文名：Improving amphiphilic polypropylenes by grafting poly(vinylpyrrolidone) andpoly(ethylene glycol) methacrylate segments on a polypropylene microporous
membrane
著者名：H. Chen, W. Ma, Y. Xia, Y. Gu, Z. Cao, C. Liu, H. Yang, S. Tao, H. Geng, G. Tao, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Applied Surface Science, 419, 259-268 (2017)
論文名：Effects of coexistent ions on 137Cs+ rejection of polyamide reverse osmosis
membrane in decontamination of wastewater with low cesium-137 concentration
著者名：J. Kakehi, E. Kamio, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 6864−6868 (2017)
論文名：Niobate nanosheet membranes with enhanced stability for nanofiltration
著者名：K. Nakagawa, H. Yamashita, D. Saeki, T. Yoshioka, T. Shintani, E.Kamio, H. T.
Kreissl, S. C. E. Tsang, S. Sugiyama, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Chemical Communications, 53, 7929-7932 (2017)
論文名：Facilitated O2 transport membrane containing Co(II)-salen complex-based ionic liquid
as O2 carrier.
著者名：A. Matsuoka, E. Kamio, T. Mochida, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 541, 393-402 (2017)
論文名：Effects of operating conditions on biofouling in crossflow ultrafiltration membraneprocesses
著者名：D. Saeki, R. Minami, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Separation and Purification Technology, 189, 138-144 (2017)
論文名：Preparation of positively charged PVDF membranes with improved antibacterial
activity by blending modification: Effect of change in membrane surface material
properties
著者名：Y. Kakihana, L. Cheng, L. F. Fang, S. Y. Wang, S. Jeon, D. Saeki, S. Rajabzadeh, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects,
533,133-139 (2017)
論文名：Inorganic/organic composite ion gel membrane with high mechanical strength and15high CO2 separation performance
著者名：F. Ranjbaran, E. Kamio, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 544, 252-260 (2017)
論文名：Effect of Molecular Weight of Sulfonated Polyethersulfone (SPES) on the MechanicalStrength and Antifouling Properties of Polyethersulfone/SPES Blend Membranes
著者名：L. F. Fang, H. Y. Yang, L. Cheng, N. Kato, S. Jeon, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 11302-11311 (2017)
論文名：Inorganic/Organic Double-Network Gels Containing Ionic Liquids
著者名：E. Kamio, T. Yasui, Y. Iida, J. P. Gong, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Advanced Materials, 29, 1704118 (2017)
論文名：Water transport and ion rejection investigation for application of cyclic peptide
nanotubes to forward osmosis process: A simulation study
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, K. Nakagawa, T. Shintani, T. Tsuru, D. Saeki, Y. Chen, K Tung,
H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Desalination, 424, 85-94 (2017)
論文名：Applying amphotericin B-ergosterol in forward osmosis: A simulation study
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, K. Nakagawa, T. Shintani, T. Tsuru, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Membrane, 42, 250-254 (2017)
論文名：A novel strategy to immobilize enzymes on microporous membranes via dicarboxylic
acid halides
著者名：C. Liu, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：RSC Advances, 564, 1-14 (2017)
論文名：Ion gel membrane with tunable inorganic/organic composite network for CO2
separation
著者名：F. Ranjbaran, E. Kamio, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 12763–12772 (2017)
論文名：Removal profile of sulfate ion from mix ion solution with different type andconfiguration of anion exchange membrane in elctrodialysis
著者名：N. Arahmana, S. Mulyatia, M. R. Lubisa, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Water Process Engineering, 20, 173–179 (2017)
論文名：Effect of biological contact filters (BCFs) on membrane fouling in drinking water
treatment system
著者名：S. Hasegawa, T. Iwamoto, T. Miyoshi, S. Onoda, K. Morita, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Water, 9(12), 981 (2017)
論文名：Preparation of amphotericin B-ergosterol structures and molecular simulation of water
adsorption and diffusion
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, K. Nakagawa, T. Shintani, T. Tsuru, D. Saeki, A. R. Shaikh, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 545, 229-239 (2018)
論文名：Novel preparation and fundamental characterization of polyamide 6 self-supporting
hollow fiber membranes via thermally induced phase separation (TIPS)
著者名：S. Jeon, H. Karkhanechi, L. F. Fang, L. Cheng, T. Ono, R. Nakamura, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 546, 1-14 (2018)
論文名：Synthesis of hydrophilic carbon nanotubes by grafting poly(methyl methacrylate) via
click reaction and its effect on poly(vinylidene fluoride)-carbon nanotube composite
membrane properties
著者名：W. Ma, Y. Zhao, Y. Li, P. Zhang, Z. Cao, H. Yang, C. Liu, G. Tao, F. Gong, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Applied Surface Science, 435, 79-90 (2018)16論文名：Development of antifouling poly(vinyl chloride) blend membranes by atom transfer
radical polymerization
著者名：L.F. Fang, H. Matsuyama, B.K. Zhu, S. Zhao
掲載誌，巻，ページ：Journal of Applied Polymer Science, 135, 45832 (2018)
論文名：Formation of supported lipid bilayers on porous polymeric substrates induced byhydrophobic interaction
著者名：W. Miyashita, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects,
538, 297-303 (2018)
論文名：Lattice-Boltzmann flow simulation of an oil-in-water emulsion through a coalescing
filter: effects of filter structure
著者名：Y. Mino, A. Hasegawa; H. Shinto, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Chemical Engineering Science, 177, 210-217 (2018)
論文名：Dissipative particle dynamics simulation on the membrane formation of polymer–
solvent system via nonsolvent induced phase separation
著者名：H. H. Lin, Y.H. Tang, H. Matsuyama, X. L. Wang
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 548, 288-297 (2018)
論文名：Tailoring the surface pore size of hollow fiber membranes in TIPS process
著者名：C. Fang, S. Jeon, S.Rajabzadeh. L. Cheng, L. F. Fang, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Materials Chemistry A, 6, 535-547 (2018)
論文名：Novel ultrafiltration membranes with excellent antifouling properties and chlorine
resistance using a poly(vinyl chloride)-based copolymer
著者名：S. Y. Wang, L. F. Fang, L. Cheng, S. Jeon, N. Kato, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 549, 101-110 (2018)
論文名：Zwitterionic polymer modification of polyamide reverse-osmosis membranes via
surface amination and atom transfer radical polymerization for anti-biofouling
著者名：Z. Yang, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 550, 332-339 (2018)
論文名：Adsorption of bovine serum albumin on poly(vinylidene fluoride) surfaces in thepresence of ions: a molecular dynamics simulation
著者名：A. R. Shaikh, H. Karkhanechi, T. Yoshioka, H. Matsuyama, H. Takaba, D. M. Wang
掲載誌，巻，ページ：Journal of Physical Chemistry Part B, 122, 1919–1928 (2018)
論文名：Evaluating the antifouling properties of polyethersulfone/sulfonated polyethersulfone
blend membranes in a full-size membrane module
著者名：L. F. Fang, N. Kato, H. Y. Yang, L. Cheng, S. Hasegawa, S. Jeon, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 57, 4430–4441 (2018)
論文名：Electrostatic engineering of the interface between heavy and light chains promotes
antibody Fab fragment production
著者名：Ohmuro-Matsuyama, Y., Mori, K., Hamada, H., Ueda, H., Yamaji, H.
掲載誌，巻，ページ：Cytotechnology, 69, 469–475 (2017)
論文名：Efficient production of an antibody Fab fragment by transient gene expression in
insect cells
著者名：Mori, K., Hamada, H., Ogawa, T., Ohmuro-Matsuyama, Y., Katsuda, T., Yamaji, H.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Bioscience and Bioengineering, 124, 221–226 (2017)
論文名：Modification of N-terminal amino acids of fungal benzoate hydroxylase (CYP53A15)
for the production of p-hydroxybenzoate and optimization of bioproduction conditionsin Escherichia coli
著者名：Tamaki, S., Yagi, M., Nishihata, Y., Yamaji, H., Shigeri, Y., Uno, T., Imaishi, H.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Microbiology Biotechnology, 28, 439–447 (2018)17論文名： Low amounts of dietary fibre increase in vitro production of short-chain fatty acids
without changing human colonic microbiota structure
著者名：Sasaki, D., Sasaki, K., Ikuta, N., Yasuda, T., Fukuda, I., Kondo, A., Osawa, R.
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, doi:10.1038/s41598-017-18877-8 (2018)
論文名：Taurine does not affect the composition, diversity, or metabolism of human colonicmicrobiota simulated in a single-batch fermentation system. PLOS ONE
著者名：Sasaki, K., Sasaki, D., Okai, N., Tanaka, K., Nomoto, R., Fukuda, I., Yoshida, K.,
Kondo, A., Osawa, R.
掲載誌，巻，ページ：PLOS ONE, doi.org/10.1371/journal.pone.0180991 (2017)
論文名：An in vitro investigation of immunomodulatory properties of Lactobacillus plantarum
and L. delbrueckii cells and their extracellular polysaccharides
著者名：Kishimoto, M., Nomoto, R., Mizuno, M., Osawa, R.
掲載誌，巻，ページ：Bioscience of Microbiota, Food and Health, 36, 101-110, (2017)
論文名：Localization and functional analysis of the insect-specific RabX4 in the brain ofBombyx mori
著者名：Uno, T., Furutani, M., Sakamoto, K., Uno, Y., Kanamaru, K., Mizoguchi, A., Hiragaki,S., Takeda, M.
掲載誌，巻，ページ：Archives of Insect Biochemistry and Physiology, 96 (11), DOI
10.1002/arch.21404 (2017)
論文名：Metabolism of 7-ethoxycoumarin, flavanone and steroids by cytochrome P450 2C9variants
著者名：Uno, T., Nakano, R., Kanamaru, K., Takenaka, S., Uno, Y., Imaishi, H.
掲載誌，巻，ページ：Biopharmaceutics & Drug Disposition, 38(8), 486-493 (2017)
論文名：Black soybean seed coat polyphenols prevent AAPH-induced oxidative DNA-damage
in HepG2 cells
著者名：Yoshioka, Y., Li, X., Zhang, T., Mitani, T., Yasuda, M., Nanba, F., Toda, T., Yamashita,Y., Ashida, H
掲載誌，巻，ページ：Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition, 60, 108-114 (2017)
論文名：Enzymatically synthesized glycogen inhibits colitis through decreasing oxidative
stress
著者名：Mitani, T., Yoshioka, T., Furuyashiki, T., Yamashita, Y., Shirai, Y., Ashida, H.
掲載誌，巻，ページ：Free Radical Biology & Medicine, 106, 355-367 (2017)
論文名：Adenosine isolated from Grifola gargal promotes glucose uptake via PI3K and AMPK
signalling pathways in skeletal muscle cells
著者名：Yoshioka, Y., Harada, E., Ge, D., Imai, K., Katsuzaki, H., Mishima, T., Gabazza, C. E.,
Ashida, H.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Functional Foods, 33, 268-277 (2017)
論文名：Effects of Enzymatically Synthesized Glycogen on Lipid Metabolism in Diet Induced
Obese Mice
著者名：Furuyashiki, T., Ogawa, R., Nakayama, Y., Honda, K., Kamisoyama, H., Takata, H.,
Kamasaka, H., Yasuda, M., Kuriki, T., Ashida, H.
掲載誌，巻，ページ：Food Science and Technology Research, 24, 119-127 (2018)
論文名：Effects of enzymatically synthesized glycogen and exercise on abdominal fat
accumulation in high-fat diet-fed mice
著者名：Tamura, S., Honda, K., Morinaga, R., Saneyasu, T., Kamisoyama, H.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Nutrition Science and Vitaminology, 63, 406-411 (2017)
論文名：Hydrogen production for photocatalytic decomposition of water with urea as a
reducing agent
著者名：Okemoto, A., Tanaka, K., Kudo, Y., Gohda, S., Koshiba, Y., Ishida, K., Horie, T.,
Taniya, K., Ichihashi, Y., Nishiyama, S.

18

掲載誌，巻，ページ：Catalysis Today, 307, 231-236 (2018)
論文名：Meerwein–Ponndorf–Verley Reduction of Crotonaldehyde over Supported Zirconium
Oxide Catalysts Using Batch and Tubular Flow Reactors
著者名：Segawa, A., Taniya, K., Ichihashi, Y., Nishiyama, S., Yoshida, N., Okamoto, M.
掲載誌, 巻, ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 57, 70-78 (2018 )論文名：Cyclohexane photooxidation under visible light irradiation by WO3–TiO2 mixed
catalysts
著者名：Ueyama, K., Hatta, T., Okemoto, A., Taniya, K., Ichihashi, Y., Nishiyama, S.
掲載誌，巻，ページ：Research on Chemical Intermediates, 44, 629-638 (2018)
論文名：Synthesis of bimetallic SnPt-nanoparticle catalysts for chemoselective hydrogenationof crotonaldehyde: Relationship between SnxPty alloy phase and catalytic
performance
著者名：Taniya, K., Yu, H. C., Takado, H., Hara, T., Okemoto, A., Horie, T., Ichihashi, Y., Chi
Tsang, S., Nishiyama, S. （国際共著）
掲載誌，巻，ページ：Catalysis Today, 303, 241-248 (2018)
論文名：Role of Al3+ species in beta zeolites for Baeyer–Villiger oxidation of cyclic ketones
by using H2O2 as an environmentally friendly oxidant
著者名：Taniya, K., Mori, R., Okemoto, A., Horie, T., Ichihashi, Y., Nishiyama, S.
掲載誌，巻，ページ：Catalysis Today, 307, 300 (2018)
論文名：XAFS によるスズおよびコバルトを還元析出した白金触媒の局所構造解析
著者名：谷屋啓太，今井智太，桶本篤史，市橋祐一，西山覚掲載誌，巻，ページ：SPring-8 利用研究成果集，6，86-92 (2018)
論文名：Direct oxidation of benzene with molecular oxygen in liquid phase catalysed byheterogeneous copper complexes encapsulated in Y-type zeolite
著者名：Okemoto, A., Ueyama, K., Taniya, K., Ichihashi, Y., Nishiyama, S.
掲載誌，巻，ページ：Catalysis Communications, 100, 29-32 (2017)
論文名：Preparation of a Photoresponsive Tracer to Evaluate the Performance of Dry-Type
Powder Photoreactors
著者名：Hirota, J., Inoue, T., Watanabe, T., Okemoto, A., Horie, T., Ohmura, N., Taniya, K.,
Ichihashi, Y., Nishiyama, S.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Engineering of Japan, 50, 710-715 (2017)
論文名：容器回転型反応器および流動層型反応器を用いたポリ塩化ビニルの乾式光塩
素化反応
著者名：廣田淳一，出口直樹，内藤翔太，谷屋啓太，市橋祐一，西山覚掲載誌，巻，ページ：化学工学論文集，43，379-385 (2017)[著書]
著 書：Production of platform chemicals from sustainable resources: Production ofamino acids(L-glutamic acid and L-lysine) from biomass（国際共著）
著者名：Tsuge, Y., Kondo, A.
巻，ページ：437-455
発行所，発行年：Feng Z (Ed) Springer 2017 年
著 書：乳酸菌の遺伝子操作技術の進展, 酵母菌・麹菌・乳酸菌の産業応用展開, 第 III
編 乳酸菌 第 2 章
著者名：岡野憲司, 田中勉, 本田孝祐, 近藤昭彦
巻，ページ：201-207
発行所，発行年：シーエムシー出版 2018 年
著 書：Emerging Areas in Bioengineering：Whole cell biocatalysts using enzymes
displayed on yeast cell surface（国際共著）19著者名：Inokuma, K., Hasunuma, T., Kondo, A.
巻，ページ：81-92
発行所，発行年：Chang HN (Ed) Wiley-VCH 2018 年
著 書：Nanoparticle Technology Handbook, Development of the thermoresponsive
magnetic nanoparticle and its deployment in the biotechnology field, Category A Medical, Cosmetic, Biological （国際共著）
著者名：Kondo, A.
巻，ページ：427-434
発行所，発行年：Elsevier 2018 年
著 書 ： Nanoparticle Technology Handbook, A cancer treatment strategy thatcombines the use of inorganic/biocomplex nanoparticles with conventional radiation
therapy, Category A - Medical, Cosmetic, Biological （国際共著）
著者名：Morita, K., Nishimura, Y., Suzuki, T., Ogino, C., Kondo, A.
巻，ページ：439-443
発行所，発行年：Elsevier 2018 年
著 書：ゲル化・増粘剤の使い方、選び方
著者名：丸山達生
巻，ページ：459-463
発行所，発行年：技術情報協会 2018 年

事例集（共著）

著 書：Vortex Dynamics and Optical Vortices（国際共著）Chapter 5, "Dynamical
Particle Motions in Vortex Flows"
著者名：Steven Wang, Naoto Ohmura
巻，ページ：133-150
発行所，発行年：INTECH 2017 年
著 書：最新プロセス強化(PI)の技術（共著）著者名：大村直人，西山 覚，堀江孝史他
巻，ページ：１-10（大村），101-111（西山），221-235（堀江）発行所，発行年：三恵社 2017 年
著 書：走査型トンネル顕微鏡（共著）著者名：淺川雅，岡嶋孝治，大西洋
発行所，発行年：共立出版 2017 年
著 書：二酸化炭素・水素分離膜の開発と応用，第２章 第４節
著者名：神尾英治，松山秀人
巻，ページ：89-98
発行所，発行年：シーエムシー出版，2018

イオン液体膜[特許]
発明等の名称：ゲノム配列改変技術における変異導入効率の向上方法、及びそれに用いる分子複合体
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：西田敬二、近藤昭彦、小嶋聡美
出願日： 2017 年 4 月 21 日
出願番号：PCT/JP2017/085631
発明等の名称：標的化したＤＮＡ配列の核酸塩基を特異的に変換するゲノム配列の改変

20

方法及びそれに用いる分子複合体
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：西田敬二、近藤昭彦、小嶋聡美
出願日： 2017 年 8 月 29 日
出願番号：特開 2018-19705
発明等の名称：双子葉植物のゲノムの改変方法
出願者：国立大学法人神戸大学・筑波大学
発明者：西田敬二ら
出願日： 2018 年 2 月 6 日
出願番号：PCT/JP2017/004062
発明等の名称：前処理済みの植物性バイオマスから発酵処理物を製造するための方法
出願者：国立大学法人神戸大学・株式会社日本触媒
発明者：近藤昭彦ら
出願日： 2017 年 4 月 10 日
出願番号：特願 2017- 077676
発明等の名称：細胞内在性のＤＮＡ修飾酵素を利用して標的化したＤＮＡの核酸塩基を特異的に変換する、細胞の核酸配列の変換方法、及びそれに用いる分子複合体
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：西田敬二ら
出願日： 2018 年 3 月 20 日
出願番号：PCT/JP2018/011198
発明等の名称：組換え宿主細胞及びＤ－ブタントリオールの新規製造方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：蓮沼誠久ら
出願日： 2018 年 2 月 15 日
出願番号：特願 2018-025394
発明等の名称：ゲル化剤
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：丸山達生ら
出願日： 2017 年 6 月 1 日
出願番号：特願 2017-109107
発明等の名称：発光材料組成物、発光材料―炭素材料複合体、およびセンサ
出願者：積水化学工業(株)＆国立大学法人神戸大学
発明者：丸山達生ら

21出願日： 2017 年 8 月 10 日
出願番号：特願 2017-154959
発明等の名称：グラム陽性菌の形質転換方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：吉田健一
出願日：2017 年 12 月 7 日
出願番号：特願 2017-235374
発明等の名称：ミオ－イノシトールの製造法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：吉田健一
出願日：2017 年 8 月 21 日
出願番号：特願 2017-158927
発明等の名称：がん診断用のバイオマーカー
出願者：神戸大学
発明者：今石浩正、山本龍一、福本巧、荒井啓
出願日：2017 年 12 月 4 日
出願番号：2017-232760
発明等の名称：ドロー溶液及びそれを用いた発電装置、水処理装置
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、高橋智輝、右田啓哉、後藤伸一
出願日：2017 年 4 月 28 日
出願番号：特願 2017-090352
発明等の名称：濃縮処理方法、及び濃縮処理装置
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：長谷川進、松山秀人、小野田草介
出願日：2017 年 6 月 8 日
出願番号：2017-113514
発明等の名称：造膜溶液とそれを使用した分離膜の製造方法
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、ジョン・ソンイル、高尾翔太、浜田豊三
出願日：2017 年 7 月 25 日
出願番号：特願 2017-143196
発明等の名称：水処理方法および水処理システム

22

出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、高橋智輝、神尾英治、安川政宏、熊野淳夫
出願日：2017 年 9 月 5 日
出願番号：特願 2017-170403
発明等の名称：コンピュータプログラム、蛍光測定装置、及びファウリング進行速度の推定方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：長谷川進、松山秀人
出願日：2017 年 9 月 19 日
出願番号：特願 2017-179183
発明等の名称：イオン性液体含有構造体の製造方法及びイオン性液体含有構造体
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、神尾英治、安井知己、木村直道、伊藤悠里、井原輝一、島津彰
出願日：2017 年 11 月 21 日
出願番号：特願 2017-223766
発明等の名称：複合分離膜
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：中川敬三、國松美里、世良友宏、新谷卓司、吉岡朋久、松山秀人
出願日：2018 年 2 月 7 日
出願番号：特願 2018-020508
発明等の名称：酸素分離膜
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、松岡淳、神尾英治、中西康哲
出願日：2017 年 7 月 10 日
出願番号：PCT/JP2017/025137
発明等の名称：選択性透過膜、その製造方法及び水処理方法
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、佐伯大輔、宮下若菜、川勝孝博
出願日：2017 年 8 月 8 日
出願番号：PCT/JP2017/028721
発明等の名称：ナノシート積層型分離膜及びその製造方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：中川敬三、佐伯大輔、山下洋令、新谷卓司、吉岡朋久、松山秀人
出願日：2017 年 8 月 18 日

23

出願番号：PCT/JP2017/029627
発明等の名称：水処理方法および水処理システム
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、高橋智輝、神尾英治、安川政宏、熊野淳夫
出願日：2017 年 12 月 6 日
出願番号：PCT/JP2017/043819
発明等の名称：植物の病原菌感染抑制剤
出願者：国立大学法人神戸大学，コスモ石油株式会社
発明者：金丸研吾、齊藤優
出願日：2017 年 3 月 2 日
出願番号：特願 2018-37114
発明等の名称：植物生育促進剤
出願者：国立大学法人神戸大学，株式会社カネカ、香寺ハーブガーデン
発明者：金丸研吾、田岡直明、上北健、柳楽洋三、付 煜、福岡讓一
出願日：2018 年 3 月 29 日
出願番号：特願 2018-065649

24

別紙１
様式（年次報告書）
平成 30 年5 月 17 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
先端膜工学研究プロジェクト

研究プロジェクトの名称
研究代表者

部局・専攻・氏名 工学研究科・応用化学専攻・松山秀人

外 部 資 金

科学研究費補助金

13,300 千円，

受託研究経費88,604 千円

獲 得 実 績奨学寄附金

28,170 千円，共同研究経費59,230 千円

特許出願件数

１１件，論文発表件数

４８件，

著書数

２件

２．構成員とその役割分担
氏

部局・専攻

名

役

割

分

担

松山秀人

工学研究科

研究統括

蔵岡孝治

海事科学研究科

ガス分離特性評価吉岡朋久

科学術イノベーション研究科

ガス透過解析

中川敬三

科学技術イノベーション研究科

ガス分離用高分子材料の開発

神尾英治

工学研究科

ガス分離系の設計

市橋祐一

工学研究科

ガス分離特性評価

谷屋啓太

工学研究科

透過セル内流れ解析

新谷卓司

科学技術イノベーション研究科

ガス分離用高分子材料の開発

熊谷和夫

工学研究科

ガス分離特性評価

長谷川進

工学研究科

ガス分離実験系の設計

高橋智輝

工学研究科

アミノ酸イオン液体の分析

佐伯大輔

工学研究科

ガス分離用高分子材料の開発

25

Sungil Jeon

Stephen Gray

King Lun Yeung

アミノ酸イオン液体ゲル膜の作
成

工学研究科

Victoria University・College ofEngineeringandScience ガス分離特性評価(Australia)
The Hong Kong University of
ScienceandTechnology ・Department of Chemical and ガス分離研究助言
Biomolecular Engineering(Hong
Kong)

Yong Soo Kang

Hanyang University・Department
促進輸送膜によるガス分離
of Energy Engineering(Korea)

Xiao-Ling Wang

Tsinghua University・Department
ガス分離研究助言
of Chemical Engineering (China)

Bao-Guo Wang

Tsinghua University・Department
ガス分離研究助言
of Chemical Engineering (China)

Bao-Ku Zhu

Zhejiang University・Institute
ガス分離研究助言
of Polymer Science(China)

Da-Ming Wang

National Taiwan University ・DepartmentofChemical ガス分離特性評価
Engineering(Taiwan)

Kueir-Rarn Lee

Chung Yuan University・Departmet
ガス分離特性評価
of Chemical Engineering(Taiwan)

Hokyong Shon

UniversityofTechnology
Sydney・Department of Chemical ガス分離研究助言
Engineering(Australia)

26

３．研究成果の概要等について

先端膜工学研究プロジェクトでは、大規模 CO2 発生源から CO2 を分離、回収可能な省エネルギープロセスの開発を目的とし、CO2 分離膜を用いた脱炭酸プロセスの実用化を目指した CO2 選択分離膜の開発とそのプロセス開発を実施している。CO 2 の 分 離 回 収 が
望 ま れ て い る 大 規 模 CO 2 発 生 源 の 中 で も 、次 世 代 型 石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電（ IGCC）
は CO 2 回 収 貯 蔵（ CCS）技 術 を 視 野 に 入 れ た 開 発 が 進 め ら れ て い る が 、IGCC に
お け る CCS の 実 現 に は 高 温（ 150 o C 程 度 ）の 高 圧（ 3～ 4 MPa）CO 2 /H 2 混 合 ガ ス
か ら CO 2 を 分 離 す る 必 要 が あ る 。 一 方 、 天 然 ガ ス 火 力 発 電 は CO 2 排 出 量 が 少 な
い 発 電 方 式 と し て 注 目 さ れ て い る が 、天 然 ガ ス は CO 2 と 混 在 し た 高 圧 状 態（ 8～10 MPa） で 地 中 に 埋 蔵 さ れ て い る た め 、 そ の 精 製 に は 高 圧 場 で の CO 2 分 離 技 術が必要とされている。以上のように、将来的に需要の増大が見込まれる火力発
電 所 に 対 し て CO 2 の 分 離 が 望 ま れ る ガ ス は い ず れ も 高 圧 ガ ス で あ る 。 そ の よ う
な 背 景 の も と 、 本 プ ロ ジ ェ ク ト で は 、 優 れ た CO 2 選 択 透 過 性 能 を 有 す る 耐 圧 型
CO 2 分 離 膜 の 開 発 を 目 指 し て い る 。
本 研 究 プ ロ ジ ェ ク ト で 開 発 を 目 指 す 耐 圧 型 CO 2 分 離 膜 は 、 長 期 使 用 安 定 性 と耐圧性を両立するものであり、それらを実現するための材料として、イオン液
体 を 含 有 す る 高 強 度 ゲ ル（ 高 強 度 イ オ ン ゲ ル ）に 着 目 し て い る 。本 年 度 は 特 に 、無機ネットワークと有機ネットワークから成るコンポジット相互侵入網目構造をイオン液体内に形成することによる高強度イオンゲルの作製について、そのネットワーク形成機構および強度発現機構を明らかにするとともに、ネットワ
ーク形成速度の制御により 2 種類の異なる力学特性を有する高強度イオンゲルの調製が可能であることを明らかにした。調製に成功した高強度イオンゲルの一例を図 1 に示す。

図 1 高強度無機/有機コンポジットイオンゲル．(a) イオンゲル膜，(b) 耐熱性（左：熱処理前、右：100 oC にて 1 時間熱処理後），(c) 魚型イオンゲル，(d) UV 発光挙動，(e) 押込み試験時の様子，(f) 引張試験時の様子

27

図 2 高強度イオンゲルのネットワーク形成メカニズム
作製した無機/有機イオンゲルは優れた機械的強度を有しており（イオン液体含有率 80
wt%のイオンゲルの押込み破断応力：25 MPa 以上）、成形性にも富むため膜状に成型可能であり、加えて、イオン液体の性質である優れた耐熱性を有するため、高温高圧場で利用可能な CO2 分離膜の材料として適する。また、高強度であるため、低ネットワーク含有量（高イオン液体含有量）の自立膜を作製可能であり、CO2 の拡散抵抗であるネットワ
ーク組成が小さいために、高速 CO2 透過が可能なイオンゲル膜を作製することができる。
加えて、無機/有機ネットワークの形成メカニズムに関する検討から、無機ネットワー
クと有機ネットワークの形成順序を制御することにより、異なるネットワーク構造を有する高強度イオンゲルを同じ材料から作製できることも明らかにした（図 2）。また、ネットワーク形成時の温度を制御することにより各ネットワーク形成反応速度を制御する
ことで、無機ネットワークと有機ネットワークの形成順序を任意に制御できることも明らかにした。
無機ネットワークと有機ネットワークの形成順序を制御することにより得られる 2 種
類の高強度イオンゲルは、そのネットワーク構造が全く異なり、一方は無機粒子が数珠状に連なった無機粒子ネットワークと有機ネットワークが相互侵入したダブルネットワ
ーク構造を形成し、もう一方は、分散した無機粒子と有機ネットワークから成るナノコ
ンポジット構造を形成することを明らかにした。それら 2 種類の高強度イオンゲルは全く異なる力学特性を示し、ダブルネットワーク構造を有するゲルは無機ネットワークの破断によるエネルギー散逸機構に従う高い力学強度を有し、ナノコンポジット構造を有するゲルは弾性変形を示すことを明らかにした（図 3）。

28

500
Stress / kPa

1st
2nd
3rd
4th
5th
6th
7th
8th

DN ion gel[Bmim][Tf2N](AIBN at 315K)

400
300
200
100

600

1st
2nd
3rd
4th
5th

Without DN

500
Stress / kPa

600[Bmim][Tf2N](AIBN at 318K)

400
300
200
100

0

0
0

1

2
3
Strain / ̶

4

5

0

1

2
3
Strain / ̶45

図 3 創製した 2 種類の高強度イオンゲルの力学特性（サイクル延伸試験）
さらに、無機/有機ダブルネットワークイオンゲルの無機ネットワークは、無機粒子が水素結合や van der Waals 力などの物理的な相互作用でネットワークを形成しているため、無機ネットワーク構造の自己修復性を有することも明らかにした。
なお、本研究の成果は材料科学系分野における世界トップクラスの国際学術誌である
Advanced Materials 誌（2016 年インパクトファクター：19.791）に掲載された（E. Kamio, T.
Yasui, Y. Iida, J. P. Gong, H. Matsuyama, Inorganic/Organic Double-Network Gels Containing
Ionic Liquids, Advanced Materials, 29, 1704118 (2017)）。同論文の Altmetric Attention Score は71（トップ 5%以内）であり、神戸大学の研究ニュースにも 2017 年 11 月 8 日付で概要が掲載されている（壊れない、乾かないゲル ―イオン液体を大量に含む高強度ゲルを開発―）。
開発した高強度イオンゲルは、ネットワーク構造最適化による機械的強度の向上および CO2 選択透過性の改善、薄膜化手法の開発、SPring-8 を利用したネットワーク構造の解
明等、高性能且つ高温・高圧場で利用可能な CO2 分離膜材料に適用するための検討を実施中である。

29

４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Improved antifouling properties of polyvinyl chloride blend membranes by
novel phosphate based-zwitterionic polymer additive
著者名：L. F. Fang, S. Jeon, Y. Kakihana, J. Kakehi, B. K. Zhu, H. Matsuyama, S.
F. Zhao
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 528, 326-335 (2017)
論 文 名 ： Up-concentration of sugars in pretreated-rice straw by an osmoticpressure-driven method
著者名：M. Shibuya, M. Yasukawa, K. Sasaki, Y. Tanaka, T. Takahashi, A. Kondo,
H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Biochemical Engineering Journal, 121, 13-16 (2017)
論文名：New Approach for the Fabrication of Double-network Ion-gel Membranes withHigh CO2/N2 Separation Performance Based on Facilitated Transport
著者名：F. Moghadam, E. Kamio, T. Yoshioka, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 530, 166-175 (2017)
論 文 名 ： Biofouling Phenomena on Anion Exchange Membranes under the Reverse
Electrodialysis Process
著者名：M. Vaselbehagh, H. Karkhanechi, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 530, 232-239 (2017)
論

文

名

：

Poly(vinylidene

difluoride)/Poly(tetrafluoroethylene-co-vinylpyrrolidone) Blend Membranes with Antifouling Properties
著者名：Y. Sun, S. Rajabzadeh, L. Fang, S. Jeon, Z. Zhou, Y. Ohmukai, J. Miki,
X. Wang, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Materials Science & Engineering (Part C), 75, 79-87 (2017)
論文名：Evaluation of energy production from municipal wastewater using forward
osmosis process and anaerobic membrane bioreactor
著者名：S. Onoda, Y. Masumori, T. Miyoshi, M. Yasukawa, T. Takahashi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Desalination and Water Treatment, 65, 1-10 (2017)
論文名：Effect of the addition of fine bubbles on reversible and irreversible
membrane fouling in surface water treatment
著者名：T. Watabe, T. Takahashi, K. Matsuyama, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Desalination and Water Treatment, 78, 12-18 (2017)30

論文 名：Fundamental study on pressure-retarded osmosis using ultrafiltration
membranes and polymer draw solution
著者名：T. Takahashi, M. Yasukawa, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Bull. Soc. Sea Water Sci., Jpn., 71, 346-347 (2017)
論文名：Development of combined nanofiltration and forward osmosis process for
production of ethanol from pretreated rice straw
著者名：M. Shibuya, K. Sasaki, Y. Tanaka, M. Yasukawa, T. Takahashi, A. Kondo,
H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 235, 405-410 (2017)
論 文 名 ： PreparationofRobustBraid-reinforced

Poly(vinyl

chloride)

Ultrafiltration Hollow Fiber Membrane with Antifouling Surface and Application
to Filtration of Activated Sludge Solution
著者名：Z. Zhou, S. Rajabzadeh, L.F. Fang, T. Miyoshi, Y. Kakihana, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Materials Science & Engineering (Part C), 77, 662-671 (2017)
論文名：Effect of internal mass in the lattice Boltzmann simulation of moving solid
bodies by the smoothed-profile method
著者名：Y. Mino, H. Shinto, S. Sakai, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Physical Review E, 95, 043309 (2017)
論文名：Preparation of Cyclic Peptide Nanotube Structures and Molecular Simulationof Water Adsorption and Diffusion
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, H. Nagasawa, M. Kanezashi, T. Tsuru, D. Saeki, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 537, 101-110 (2017)
論文名：Sucrose purification and repeated ethanol production from sugars remaining
in sweet sorghum juice subjected to a membrane separation process
著者名：K. Sasaki, Y. Tsuge, H. Kawaguchi, M. Yasukawa, D. Sasaki, T. Sazuka, E.
Kamio, C. Ogino, H. Matsuyama, A. Kondo
掲載誌，巻，ページ：Applied Microbiology and Biotechnology, 101, 6007-6014 (2017)
論文名：Improving amphiphilic polypropylenes by grafting poly(vinylpyrrolidone)
and poly(ethylene glycol) methacrylate segments on a polypropylene microporous
membrane
著者名：H. Chen, W. Ma, Y. Xia, Y. Gu, Z. Cao, C. Liu, H. Yang, S. Tao, H. Geng,
G. Tao, H. Matsuyama

31

掲載誌，巻，ページ：Applied Surface Science, 419, 259-268 (2017)
論文名：Effects of coexistent ions on 137Cs+ rejection of polyamide reverse osmosis
membrane in decontamination of wastewater with low cesium-137 concentration
著者名：J. Kakehi, E. Kamio, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 6864−6868(2017)
論文名：Niobate nanosheet membranes with enhanced stability for nanofiltration
著者名：K. Nakagawa, H. Yamashita, D. Saeki, T. Yoshioka, T. Shintani, E.Kamio,
H. T. Kreissl, S. C. E. Tsang, S. Sugiyama, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Chemical Communications, 53, 7929-7932 (2017)
論文名：Facilitated O2 transport membrane containing Co(II)-salen complex-basedionic liquid as O2 carrier.
著者名：A. Matsuoka, E. Kamio, T. Mochida, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 541, 393-402 (2017)
論文名：Effects of operating conditions on biofouling in crossflow ultrafiltration
membrane processes
著者名：D. Saeki, R. Minami, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Separation and Purification Technology, 189, 138-144 (2017)
論文名：Structural Studies of Bulk to Nano-size Niobium Oxides with Correlation
to Their Acidity
著者名：H. T. Kreissl, M. M. J. Li, Y. K. Peng, K. Nakagawa, T. Hooper, J. V Hanna,
A. M. Shepherd, T. S. Wu, Y. L. Soo, S.C. E. Tsang
掲載誌，巻，ページ：Journal of the American Chemical Society, 139,12670-12680 (2017)
論 文 名 ： Preparation of positively charged PVDF membranes with improved
antibacterial activity by blending modification: Effect of change in membranesurface material properties
著者名：Y. Kakihana, L. Cheng, L. F. Fang, S. Y. Wang, S. Jeon, D. Saeki, S.
Rajabzadeh, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering
Aspects, 533,133-139 (2017)
論文名：Inorganic/organic composite ion gel membrane with high mechanical strengthand high CO2 separation performance
著者名：F. Ranjbaran, E. Kamio, H. Matsuyama

32掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 544, 252-260 (2017)
論文名：Effect of Molecular Weight of Sulfonated Polyethersulfone (SPES) on the
Mechanical Strength and Antifouling Properties of Polyethersulfone/SPES Blend
Membranes
著者名：L. F. Fang, H. Y. Yang, L. Cheng,

N. Kato, S. Jeon, R. Takagi, H. Matsuyama

掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 11302-11311(2017)
論文名：Inorganic/Organic Double-Network Gels Containing Ionic Liquids
著者名：E. Kamio, T. Yasui, Y. Iida, J. P. Gong, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Advanced Materials, 29, 1704118 (2017)
論文名：Water transport and ion rejection investigation for application of cyclic
peptide nanotubes to forward osmosis process: A simulation study
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, K. Nakagawa, T. Shintani, T. Tsuru, D. Saeki, Y. Chen,
K Tung, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Desalination, 424, 85-94 (2017)
論文名：Applying amphotericin B-ergosterol in forward osmosis: A simulation study
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, K. Nakagawa, T. Shintani, T. Tsuru, D. Saeki, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Membrane, 42, 250-254 (2017)
論 文 名 ： A novel strategy to immobilize enzymes on microporous membranes via
dicarboxylic acid halides
著者名：C. Liu, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：RSC Advances, 564, 1-14 (2017)
論文名：Ion gel membrane with tunable inorganic/organic composite network for CO2
separation
著者名：F. Ranjbaran, E. Kamio, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 12763–12772(2017)
論文名：Removal profile of sulfate ion from mix ion solution with different typeand configuration of anion exchange membrane in elctrodialysis
著者名：N. Arahmana, S. Mulyatia, M. R. Lubisa, R. Takagi, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Water Process Engineering, 20, 173–179 (2017)33論文名：Effect of biological contact filters (BCFs) on membrane fouling in drinking
water treatment system
著者名：S. Hasegawa, T. Iwamoto, T. Miyoshi, S. Onoda, K. Morita, R. Takagi, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Water, 9(12), 981 (2017)
論 文 名 ： Preparation of amphotericin B-ergosterol structures and molecularsimulation of water adsorption and diffusion
著者名：H. Wu, T. Yoshioka, K. Nakagawa, T. Shintani, T. Tsuru, D. Saeki, A. R.
Shaikh, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 545, 229-239 (2018)
論 文 名 ： Novel preparation and fundamental characterization of polyamide 6
self-supporting hollow fiber membranes via thermally induced phase separation(TIPS)
著者名：S. Jeon, H. Karkhanechi, L. F. Fang, L. Cheng, T. Ono, R. Nakamura, H.
Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 546, 1-14 (2018)
論 文 名 ： Synthesis of hydrophilic carbon nanotubes by grafting poly(methyl
methacrylate)

via

click

reactionanditseffectonpoly(vinylidene

fluoride)-carbon nanotube composite membrane properties
著者名：W. Ma, Y. Zhao, Y. Li, P. Zhang, Z. Cao, H. Yang, C. Liu, G. Tao, F. Gong,
H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Applied Surface Science, 435, 79-90 (2018)
論文名：Development of antifouling poly(vinyl chloride) blend membranes by atomtransfer radical polymerization
著者名：L.F. Fang, H. Matsuyama, B.K. Zhu, S. Zhao
掲載誌，巻，ページ：Journal of Applied Polymer Science, 135, 45832 (2018)
論文名：Formation of supported lipid bilayers on porous polymeric substrates
induced by hydrophobic interaction
著者名：W. Miyashita, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering
Aspects, 538, 297-303 (2018)
論文名：Lattice-Boltzmann flow simulation of an oil-in-water emulsion through a
coalescing filter: effects of filter structure
著者名：Y. Mino, A. Hasegawa; H. Shinto, H. Matsuyama

34

掲載誌，巻，ページ：Chemical Engineering Science, 177, 210-217 (2018)
論文名：Dissipative particle dynamics simulation on the membrane formation ofpolymer–solvent system via nonsolvent induced phase separation
著者名：H. H. Lin, Y.H. Tang, H. Matsuyama, X. L. Wang
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 548, 288-297 (2018)
論文名：Tailoring the surface pore size of hollow fiber membranes in TIPS process
著者名：C. Fang, S. Jeon, S.Rajabzadeh. L. Cheng, L. F. Fang, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Materials Chemistry A, 6, 535-547 (2018)
論文名：Novel ultrafiltration membranes with excellent antifouling properties andchlorine resistance using a poly(vinyl chloride)-based copolymer
著者名：S. Y. Wang, L. F. Fang, L. Cheng, S. Jeon, N. Kato, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 549, 101-110 (2018)
論文名：Zwitterionic polymer modification of polyamide reverse-osmosis membranesvia

surfaceamination

and

atom

transfer

radicalpolymerizationforanti-biofouling
著者名：Z. Yang, D. Saeki, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Journal of Membrane Science, 550, 332-339 (2018)
論文名：Adsorption of bovine serum albumin on poly(vinylidene fluoride) surfaces
in the presence of ions: a molecular dynamics simulation
著者名：A. R. Shaikh, H. Karkhanechi, T. Yoshioka, H. Matsuyama, H. Takaba, D.
M. Wang
掲載誌，巻，ページ：Journal of Physical Chemistry Part B, 122, 1919–1928 (2018)
論 文 名 ： Evaluating the antifouling properties of polyethersulfone/sulfonatedpolyethersulfone blend membranes in a full-size membrane module
著者名：L. F. Fang, N. Kato, H. Y. Yang, L. Cheng, S. Hasegawa, S. Jeon, H. Matsuyama
掲載誌，巻，ページ：Industrial & Engineering Chemistry Research, 57, 4430–4441(2018)
論文名：Properties of modified surface for biosensing interface
著者名：M. Tanaka, T. Sawaguchi, Y. Hirata, O. Niwa, K. Tawa, C. Sasakawa, K. Kuraoka
掲載誌，巻，ページ：Journal of Colloid and Interface Science, 497, 309-316 (2017)
論 文 名 ： Meerwein-Ponndorf-Verley Reduction of Crotonaldehyde over Supported
Zirconium Oxide Catalysts Using Batch and Tubular Flow Reactors

35著者名：A. Segawa, K. Taniya, Y. Ichihashi, S. Nishiyama, N. Yoshida, M. Okamoto
掲載誌，巻，ページ：Ind. Eng. Chem. Res., 57, 70–78 (2018)
論文名：Cyclohexane photooxidation under visible light irradiation by WO3-TiO2
mixed catalysts
著者名：K. Ueyama, T. Hatta, A. Okemoto, K. Taniya, Y. Ichihashi, S. Nishiyama
掲載誌，巻，ページ：Research on Chemical Intermediates, 44, 629–638 (2018)
論文名：Preparation of a Photoresponsive Tracer to Evaluate the Performance of
Dry-Type Powder Photoreactors
著者名：J. Hirota, T. Inoue, T. Watanabe, A. Okemoto, T. Horie, N. Ohmura, K. Taniya,
Y. Ichihashi, S. Nishiyama
掲載誌，巻，ページ：Chemical Reaction Engineering, 50, 710-715 (2017)
論文名：Direct oxidation of benzene with molecular oxygen in liquid phase catalysedby heterogeneous copper complexes encapsulated in Y-type zeolite
著者名：A. Okemoto, K. Ueyama, K. Taniya, Y. Ichihashi, S. Nishiyama
掲載誌，巻，ページ：Catalysis Communications, 100, 29-32 (2017)
論文名：Mechanistic study of reaction mechanism on ammonia photodecomposition overNi/TiO2 photocatalysts
著者名：A. Utsunomiya, A. Okemoto, Y. Nishino, K. Kitagawa, H. Kobayashi, K. Taniya,
Y. Ichihashi, S. Nishiyama
掲載誌，巻，ページ：Applied Catalysis B: Environmental, 206, 378-383 (2017)
論文名：Kinetics of Dry Photochlorination of Poly(Vinyl Chloride) using Rotary
Vessel Reactor and Fluidized Bed Reactor
著者名：J. Hirota, N. Deguchi, S. Naito, K. Taniya, Y. Ichihashi, S. Nishiyama
掲載誌，巻，ページ：Kagaku Kogaku Ronbunshu, 43, 379-385 (2017)[著書]著

書 ： Current Trends and Future Developments on (Bio-)Membranes Silica
Membranes: Preparation, Modelling, Application, and Commercialization, Chapter
5: Molecular dynamic (MD) simulation of silica membranes

著者名：T. Yoshioka
巻，ページ：PP.97-131
発行所，発行年：Academic Press，201736

著 書：二酸化炭素・水素分離膜の開発と応用, 第 2 章 第 4 節 イオン液体膜
著者名：神尾英治, 松山秀人
巻，ページ：PP.89-98
発行所，発行年：シーエムシー出版，2018[特許]
発明等の名称：ドロー溶液及びそれを用いた発電装置、水処理装置
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、高橋智輝、右田啓哉、後藤伸一
出願日：2017 年 4 月 28 日
出願番号：特願 2017-090352
発明等の名称：濃縮処理方法、及び濃縮処理装置
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：長谷川進、松山秀人、小野田草介
出願日：2017 年 6 月 8 日
出願番号：2017-113514
発明等の名称：造膜溶液とそれを使用した分離膜の製造方法
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、ジョン・ソンイル、高尾翔太、浜田豊三
出願日：2017 年 7 月 25 日
出願番号：特願 2017-143196
発明等の名称：水処理方法および水処理システム
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、高橋智輝、神尾英治、安川政宏、熊野淳夫
出願日：2017 年 9 月 5 日
出願番号：特願 2017-170403
発明等の名称：コンピュータプログラム、蛍光測定装置、及びファウリング進行速度の推定方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：長谷川進、松山秀人
出願日：2017 年 9 月 19 日
出願番号：特願 2017-179183

37発明等の名称：イオン性液体含有構造体の製造方法及びイオン性液体含有構造体
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、神尾英治、安井知己、木村直道、伊藤悠里、井原輝一、島津彰
出願日：2017 年 11 月 21 日
出願番号：特願 2017-223766
発明等の名称：複合分離膜
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：中川敬三、國松美里、世良友宏、新谷卓司、吉岡朋久、松山秀人
出願日：2018 年 2 月 7 日
出願番号：特願 2018-020508
発明等の名称：酸素分離膜
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、松岡淳、神尾英治、中西康哲
出願日：2017 年 7 月 10 日
出願番号：PCT/JP2017/025137
発明等の名称：選択性透過膜、その製造方法及び水処理方法
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、佐伯大輔、宮下若菜、川勝孝博
出願日：2017 年 8 月 8 日
出願番号：PCT/JP2017/028721
発明等の名称：ナノシート積層型分離膜及びその製造方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：中川敬三、佐伯大輔、山下洋令、新谷卓司、吉岡朋久、松山秀人
出願日：2017 年 8 月 18 日
出願番号：PCT/JP2017/029627
発明等の名称：水処理方法および水処理システム
出願者：国立大学法人神戸大学，他１者
発明者：松山秀人、高橋智輝、神尾英治、安川政宏、熊野淳夫
出願日：2017 年 12 月 6 日
出願番号：PCT/JP2017/043819

38

別紙１
様式（年次報告書）
平成 30 年 5 月 21 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要

構造ベース創薬研究プロジェクト

研究プロジェクトの名称
研究代表者

学術・産業イノベーション創造本部

部局・専攻・氏名

社会実装デザイン部門

応用構造科学産学連携推進室・鶴田宏樹

外 部 資 金

科学研究費補助金

0 千円，

受託研究経費10,000 千円

獲 得 実 績

奨学寄附金

0 千円，

共同研究経費

0 千円

特許出願件数件，論文発表件数

件，

著書数

件

役

分

２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

割

担

鶴田宏樹

学術・産業イノベーション創 プロジェクトマネジメント・
造本部・社会実装デザイン部 構造生物学研究・人材育成プ門
ログラム開発田中成典

システム情報学研究科・計算計算科学研究科学専攻

森一郎

科学技術イノベーション研究
創薬化学・計算科学研究科

保多隆裕

医学部附属病院臨床研究推進
臨床研究デザイン
センター

濵田大三

工学研究科・応用化学専攻

立岡俊雄

学術・産業イノベーション創知財戦略研究造本部・産学連携・知財部門

忽那憲治

科学技術イノベーション研究
研究成果に基づく起業支援科

祗園景子

工学研究科・市民工学専攻

分子生物学研究高岡医学部附属病院医療情報部

計算科学研究裕山本雅貴

構造生物学研究

理化学研究所播磨 SPring-8 セ 放射光科学・構造生物学
ンター／神戸大学学術・産業 先進科学技術基盤活用マネー
イノベーション創造本部
ジメント

39

横山和司

小林薫

佐藤秀行
福澤

薫

井上知子

中島史雄

兵庫県立大学 放射光ナノテ
放射光科学・先進科学技術基
クセンター／神戸大学学術・
盤活用マネージメント
産業イノベーション創造本部
こばやし耳鼻咽喉科／神戸大
蛋白質科学・ターゲットタン
学学術・産業イノベーション
パク質の大量生産技術
創造本部
オープンアイ・ジャパン株式
計算科学・人材育成プログラ
会社／神戸大学学術・産業イ
ム開発
ノベーション創造本部
星薬科大学／神戸大学学術・計算科学研究産業イノベーション創造本部
カルナバイオサイエンス／神戸大学学術・産業イノベーシ 構造生物学研究ョン創造本部
カルナバイオサイエンス／神戸大学学術・産業イノベーシ 計算科学研究ョン創造本部

40

３．研究成果の概要等について【概要】本プロジェクトは、医療産業都市であるポートアイランド地区からイノベーシ
ョンを創出することを目的として、構造ベース創薬に焦点をあてた“創薬イノベーショ
ン・エコスシステム”の構築を図る。そのミッションにおいて、ⅰ）統合研究拠点への新規創薬技術の集約、ⅱ）創薬研究と創薬イノベーター育成、ⅲ）「計算科学」と「放射光科学」の融合によるイノベーション創出、といった３つの事業を展開している。
国家基幹産業である製薬産業においては様々な理由から新薬が創成されにくい現状がある。創薬ターゲット・創薬技術双方に関して産学連携の促進により現状を打破したい
といった傾向が強まっている。大学（アカデミア）側においても医学研究科を含む生命科学系研究科の教員が生み出した研究成果、特に疾患関連研究の成果を産業界に移転するためには、その成果に基づいてヒット＆リード化合物を生み出す必要がある。日本の知識集約型産業である製薬産業を活性化させるためにはこの「産」と「学」のギャップを埋めるためのセカンドプレーヤー（疾患関連研究を進めるのがファーストプレーヤーと位置づけた場合）が必要とされている。創薬研究は 110 以上の学問領域が関与する異分野融合の学術領域である。その中の一つの手法である構造ベース創薬においても「構造生物学」、「計算科学」、「創薬化学」の融合が必要とされる。
兵庫・神戸地区には大型放射光施設 SPring-8 やスーパーコンピュータ（京・FOCUS）などが設置され、ポートアイランド地区には「医療産業都市」といった医療クラスターが形成されている。また神戸大学医学研究科を含む生命科学系研究科には、疾患関連研究の優れた成果が蓄積されている。このような「地の利」と「優れた成果」をうまく活用してアカデミアの研究成果を技術移転できる化合物に転換することは大学の技術移転機能の一つであると言える。そこで神戸大学連携創造本部は「応用構造科学産学連携推進センター（CASS）」を設置した。
本プロジェクトは、工学研究科、システム情報学研究科・医学部附属病院の教員を核として、学術・イノベーション創造本部・社会実装デザイン部門 応用構造科学産学連
携推進室（CASS：平成 28 年 10 月に改組）がマネージメントをすることで、構造ベース
創薬研究「放射光を利用した構造科学に基づく先進的創薬の研究」として開始した。このプロジェクトでは、地域イノベーションの加速を目標に、①先進的構造ベース創薬研
究のための有効な技術の目利きを行い、医療産業都市であるポートアイランド地区に技術・ノウハウを“アグリゲート”した融合型研究プラットホーム「創薬イノベーション・
エコシステム」の構築を進め、②アカデミア創薬の“セカンドプレーヤー”としてアカ
デミア創薬研究を進展させるとともに、③創薬研究人材・イノベーターの育成を行う、
これら３つの事業を展開している。このエコシステムは、構造ベース創薬研究の主体である CASS とシステム情報学研究科に加え、本学経営学研究科や理化学研究所播磨放射光科学総合研究センター、兵庫県立大学放射光産業利用機構ナノテク研究センター、（財）
計算科学振興財団などに加え、製薬企業、情報系企業等で形成されている。この連携において CASS は構造生物学研究を分担するとともにプロジェクト戦略立案機能を担っている。
【研究成果の状況】
ⅰ）創薬イノベーション・エコシステムの構築
各研究項目の成果については以下に列記する。本プロジェクトの基盤となる“創薬イノベーション・エコシステム”の構築については、構造ベース創薬研究に基本となる研究インフラ・技術（放射光技術、タンパク質結晶構造解析技術、ドッキングシミュレー
ション技術など）は既に集積され、その過程で課題として抽出された人材育成のための連携体制も既に構築されつつある。しかし、放射光技術と計算科学技術をシームレスに創薬研究に活用するためには、溶液散乱解析によるタンパク質の動的構造解析の創薬研

41

究への適用や水素位置情報などを含む超高分解能構造情報の取得を可能とする電子密度
情報改良技術の開発などが必要である。その融合技術と実証についての研究を、カルナ
バイオサイエンスの創薬ターゲットを対象にする共同研究として開始した。
ⅱ）創薬研究の成果○脂質代謝異常（ターゲット：Endothelial Lipase、Hepatic Lipase、Lipoprotein Lipase）
血管内皮リパーゼ（Endothelial Lipase、EL：482 残基のホモダイマー、94.5kDa）は、
血液中の善玉コレステロール（HDL-C）の代謝に関わる酵素であり（Hirata, et al.
JBC,1999）、脂質異常症の一つである低 HDL-C 血症に直接関与することが本学医学研
究科平田研究室（循環器内科）で明らかとされた。低 HDL-C 血症は、動脈硬化症の重要な危険因子の一つであり、その治療薬の開発は世界的な急務である。これまで、EL のHDL-C 代謝における病態生理学的な意義が明らかとされてきた。EL はホスホリパーゼ
A1 活性を有し、HDL 対して高い選択性を示す。さらに、実際に EL が血清 HDL-Cの規定因子であることをマウス(Ishida,et al.J Clin Invest,2003)及びヒト(Kojima,et al CVR,2010)で証明した。血管障害や炎症によって EL 発現は亢進し、
低 HDL-C 血症を助長して動脈硬化を重篤化させていると考えられる(Ishida,etal.JBC,2004)。さらにマウスにおいて EL の不活性化により、動脈硬化の抑制が確認された(Ishida,et al.JBC,2004)。昨年度までに、宿主系としてヒト胎児腎臓由来
HEK293S GnTI–細胞で発現したヒト EL タンパク質を SAXS に供試することで EL が溶
液中で単量体であることを明示した。今年度は EL 機能と対の機能を有する悪玉コレステ
ロール代謝酵素である Hepatic Lipase（HL）、Lipoprotein Lipase（LPL）の発現・精製・結晶化も試み、脂質異常関連リパーゼ群全ての結晶化に成功した。各タンパク質は微小な平板状結晶として得られたが、世界最高性能の SPring-8 ビームライン BL32XU を用いてでさえ構造解析に十分な回折データ及び位相情報を得る事ができなかった。そこで、
BL32XU での回折実験に最近開発・整備された溶液フリーマウント法を組み合わせることで初めて構造モデル構築に十分な位相情報の取得に成功した。平成 27 年度に得られた回折データの質の向上と分解能の向上を図り、現在回折データからの高分解能構造モデ
ルの構築を行なっている。平成 29 年度は構造モデルの構築を実施したが、現在のところ解析に十分なデータ取得にいたっていない。
○炎症・ガン転移（ターゲット：Sphingosine Kinase SPHK 1&2）
スフィンゴシンキナーゼはスフィンゴシンの１位の水酸基リン酸化し、スフィンゴシ
ン１リン酸（S1P）を産生する酵素である。S1Ph は血管新生、リンパ球の運動性の調節や神経伝達物質の放出調節など多彩な生理作用を示す。このことから、S1P をリン酸化、
すなわち合成する SPHK は、細胞増殖、アポトーシスの抑制、細胞運動の亢進、免疫機能の調節さらには神経伝達物質の放出などに関与する。本学医学研究科生化学研究室（中村俊一教授）において、SPHK 2 の活性がガン転移に関わっていることが明らかとされた。特に SPHK 2 がガン細胞への誘導に関連するある種のキナーゼ群の細胞外放出に関わることが示され、その機能を阻害する化合物がガン転移に有効であることが示唆された。昨年度には Sf9 昆虫細胞で発現させた組換え SPHK 2 の分離精製を行い、結晶化条
件のスクリーニングを実施したが結晶化に適した材料ではないことが判明した。宿主瀬細胞をより創薬に適したヒト胎児腎臓由来 HEK293S GnTI–細胞に変更し、組換え SPHKの発現・分離精製系の確立を試み成功した。ターゲットの POM（Proof of Mechanism）に資するためのタンパク質の安定供給系の構築に成功しているが、平成 29 年度は結晶化
条件の検索を実施したが現在のところ解析に十分な結晶を得るにいたっていない。
○腺維腫症に関わる GPCR タンパク質抗体の GPCR 立体構造解析への適用実証試験（Human
GPCR CCR7）
北海道の創薬ベンチャーである NB 健康研究所が製造する「機能性」抗 GPCR 抗体は、
バイオ医薬品としての側面をもつ一方で、その機能（GCPR 機能阻害あるいは促進作用）

42

から考えると GPCR 自体の立体構造を阻害状態・活性化状態の構造で「固める」ことができると考えられる。そこで経済産業省の委託を受け、GPCR 立体構造解析に対するこの機能性抗体の適用実証試験を行うことを計画した。平成 27 年度は構造解析の対象となる GPCR（CCR7 受容体）の発現・精製を実施した。昆虫（カイコ）を宿主とした発現は共同研究先であるシスメックス、ヒト胎児腎臓由来 HEK293S GnTI–細胞は CASS で実施した。その結果、カイコと HEK293S GnTI–細胞での CCR7 発現に成功した。平成
28 年度には膜タンパク質の結晶化に有効な LCP 法（Lipid Cubic Phase 法）を活用し、微小結晶の取得に成功した。SPring-8 BL32XU での回折実験を結晶の改善作業を繰り返している。平成 29 年度には構造決定と抗体との複合体解析を実施した。現在そのデータ解析を行っている。
ⅲ ）「計算科学」と「放射光科学」の融合によるイノベーション創出
ひょうご・神戸地区には、世界に誇る先進技術基盤として、播磨地区の大型放射光施設 SPring-8、神戸ポートアイランド地区の超並列計算資源 京コンピュータが存在する。
これら世界に誇る研究開発リソースを融合することで生まれる地域のイノベーションを加速させることが連携創造本部のミッションとして定義されている。２つの研究技術基盤の現状とその融合に必要な要素について、平成 27 年度に JST「我が国の未来を拓く地域の実現に関する調査研究」事業の支援を受け、兵庫県立大学、理化学研究所 計算科学研究機構（AICS）、理化学研究所 放射光科学総合研究センター（SPring-8）と共同で、「計
算と放射光の融合活用した理論的分子設計が実現する近未来型ものづくりプロセス」をテーマにした調査研究を実施した。その結果、産業界（技術のユーザ）が望むのは、単一技術ではなく融合され、実効性のあるシームレスな技術プラットホームである。即ち、上記の産業界の課題に即した技術の融合が必要である。産業界のニーズの正確な把握→技術の組み合わせ・ギャップの抽出（産学でのプロジェクト・デザイン）→コンソーシ
アム化、実証・実用化研究→社会実装のスキームが重要であることを導いた。平成 27 年度〜28 年度においては、システム×デザイン思考を活用して「ポスト京コンピューター」
構築の戦略立案に資する「ポスト京」の社会受容性を検討するアウトカム調査研究を文部科学省研究振興局・計算科学技術推進室と理化学研究所計算科学研究機構との共同研
究として実施した。その結論として、ポスト京を含む次世代スーパコンピューターは「人間形成」をアウトカムとし文理融合型の研究のエンジンとなるべきであることを導き出した。本共同研究で、学術価値を社会的価値に変換するための集合知活用フレームワー
クを構築することができた。その知見を生かして先進技術基盤である SPring-8 と京コン
ピューターの融合によるイノベーション創出を目指す。また、平成 28 年度より研究代表者である鶴田が「FMO 創薬コンソーシアム」（立ち上げ発起人：理研・本間光貴、星薬科
大・福澤薫、神戸大・田中成典、鶴田宏樹）の副代表に就任し、京コンピューター・SPring-8の融合活用を産学官で共通のテーマとして加速させる。

43

４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Mechanism of M-cell differentiation accelerated by proliferation of indigenous
bacteria in rat Peyer’s patches.
著者名：Hideto Yuasa, Youhei Mantani, Natsumi Masuda, Miho Nishida, Masaya
Arai, Toshifumi Yokoyama,

Hiroki Tsuruta, Nobuhiko Hoshi, Hiroshi Kitagawa

掲載誌：The Journal of Veterinary Medical Science 79 , 11 , 1826-1835, 2018
論文名：Ultrastructural and immunohistochemical study on the lamina propria cells
beneath Paneth cells in the rat ileum.
著者名：Youhei Mantani, Miho Nishino, Kyouji Yamamoto, Kazuki Miyamoto, Hideto
Yuasa, Natsumi Masuda, Takuya Omotehara, Hiroki Tsuruta, Toshifumi Yokokawa,Nobuhiko Hoshi, Hiroshi Kitagawa
掲載誌：Anatomical Record, in press, 2018
論文名：Interaction between a unique minor protein and a major capsid protein ofBluetongue virus controls virus infectivity
著者名：Eiko Matsuo, Kiyoshi Yamazaki, Hiroki Tsuruta, Roy Polly
掲載誌: Journal of Virology, 92, 3, pii: e01784-17, 2018

論⽂名：Analysis of major paralogs encoding the Fra a 1 allergen based on theirorgan-speci city in Fragaria × ananassa
著者名：Misaki Ishibashi, Takeshi Nabe, Yoko Nitta, Hiroki Tsuruta, Miho Iduhara,
Yuichi Uno
掲載誌: Plant Cell Reports 37, 3, pp 411–424, 2018
論文名：Newly Characterized Interaction Stabilizes DNA Structure: Oligoethylene Glycols
Stabilize G-quadruplexes via CH-π Interactions
著者名：H. Tateishi-Karimata, T. Ohyama, T. Muraoka, P. Podbevsek, A.M. Wawro, S. Tanaka,
S. Nakano, K. Kinbara, J. Plavec, N. Sugimoto
掲載誌，巻，ページ：Nuc. Acids Res. 45 (2017) pp. 7021-7030
論文名：An Effective Microscopic Index Associated with Cell Survival and DNA Lesions for
Estimating Radiation Risk
著者名：K. Yoshinari, S. Tanaka, K. Ebina
掲載誌，巻，ページ：J. Environ. Health Sci. 3 (1) (2017) pp. 1- 5
論文名：Improved Equation of State for Finite-Temperature Spin-Polarized Electron Liquids on
the Basis of Singwi-Tosi-Land-Sjolander Approximation

44著者名：S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：Contrib. Plasma Phys. 57 (2017) pp. 126-136
論文名：Cosolvent-Based Molecular Dynamics for Ensemble Docking: Practical Method forGenerating Druggable Protein Conformations
著者名：S. Uehara, S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：J. Chem. Inf. Model. 57 (2017) pp. 742-756
論文名：Meteorite Impacts on Ancient Oceans Opened Up Multiple NH3 Production Pathways
著者名：K. Shimamura, F. Shimojo, A. Nakano, S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：Phys. Chem. Chem. Phys. 19 (2017) pp. 11655-11667
論文名：Structural Transition of Solvated H-Ras/GTP Revealed by Molecular Dynamics
Simulation and Local Network Entropy
著者名：S. Matsunaga, Y. Hano, Y. Saito, K.J. Fujimoto, T. Kumasaka, S. Matsumoto, T.
Kataoka, F. Shima, S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：J. Mol. Graph. Model. 77 (2017) pp. 51-63
論文名：Information Geometrical Characterization of the Onsager-Machlup Process
著者名：S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：Chem. Phys. Lett. 689 (2017) pp. 152-155
論文名：Theoretical Analysis of Activity Cliffs among Benzofuranone Class Pim1 Inhibitors
Using the Fragment Molecular Orbital Method with Molecular Mechanics Poisson-Boltzmann
Surface Area (FMO+MM-PBSA) Approach
著者名：C. Watanabe, H. Watanabe, K. Fukuzawa, L. Parker, Y. Okiyama, H. Yuki, S.
Yokoyama, H. Nakano, S. Tanaka, T. Honma
掲載誌，巻，ページ：J. Chem. Inf. Model. 57 (2017) pp. 2996-3010

。

45

別紙１
様式（年次報告書）
平成 29 年 5 月 20 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研究プロジェクトの名称
研究代表者

国際健康学研究

部局・専攻・氏名 先端融合研究環・羅志偉

外 部 資 金

科学研究費補助金 3100 千円，

獲 得 実 績奨学寄附金 0 千円，共同研究経費 0 千円，JST さくらサイエンス 2147 千円

特許成立件数 1 件，

論文発表件数受託研究経費 0 千円

１７件，

著書数 2 件

２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

役

割

総括

羅

志偉

先端融合研究環多田幸生

システム情報学研究科システ 生体力学解析
ム科学専攻

全

昌勤

システム情報学研究科情報科 健康情報解析
学専攻

坂本

憲広

医学研究科バイオメディカルサイエンス専攻加藤佳子

人間発達環境学研究科心身発 健康食科学
達専攻

喜多

伸一

人文学研究科知識システム講 認知行動研究
座

松尾

貴巳

経営学研究科会計システム専 ヘルスケア組織
攻

46

分

担

３．研究成果の概要等について

国際健康学研究プロジェクトは、超少子高齢化社会に資する人々の健康に関わる学際連携研究，産学連携研究を推進し、今年度は主に以下の研究を研究科横断で行い、有益な研究成果を得ることができた。

まず、脳における展望記憶機能に着目し、没入型の仮想現実技術を開発して、より現実の生活場面に近い状況で展望記憶機能の評価を試みた。展望記憶（Prospective
Memory、略称 PM）とは、未来の行なうべきことに関わる脳の記憶機能であり、従来は、実験室内で特別に設計されたスライドを用いて検査し、評価するように行なわれ、実生活場面におけるその記憶機能を十分に評価できない問題が残されていた。そのため、近年仮想現実技術を活用した研究が活発に行なわれており、多様な側面から展望
記憶機能の解明を行なわれてきている。本研究は、没入型仮想現実技術を用いて、街で買い物するという生活行為に関わる展望記憶を研究するシステムを開発し、以下に示す展望記憶に関する三つの研究を展開している。
まずは、10 名の若い被験者に対して、スライドを用いた記憶実験と仮想現実環境
における商品購入の記憶実験を行い、両実験における成績や反応時間を記録し、比較解析を行なった。その結果、被験者ほぼ全員は、スライドを用いた記憶実験では満点に近い成績を得るのに対して、仮想現実空間では成績が低下し、スライドを用いた記
憶実験の成績との相関が認められないこと、そして、両実験の反応時間に相関がある
ことが明らかになり、仮想現実環境で展望記憶機能をより的確に評価できる可能性があることを判明した。この研究成果は、査読付きの国際論文誌 Psychology に掲載されている。
そして、同一の仮想現実環境における展望記憶に関わる作業と継続的な作業（OngoingTask）を遂行する場合の脳内活動を比較するために、前頭葉の血流活動を計測する fNIRSを取り入れて、10 名の若い健常者で没入型の仮想現実環境下での作業を行なわせ、前頭葉における血流分布変化を観察した。その結果、BA10 領域において展望記憶に関わる行動を実施するときの脳活動がより活発であることを確認できた。この研究成果
は、査読付きの国際論文誌 Journal of Behavioral and Brain Science に掲載されている。
さらに、BA10 領域における脳血流の活動について、仮想現実環境での作業とスライドを用いた作業をそれぞれ実施した場合の比較を詳細に行い、より特定なチャンネ
ル付近での相違を明らかにした。
また、深刻な社会の超少子高齢化に伴って、ヒトに優しいロボットの研究開発への関心は一段と高まってきており、介護・医療施設や、街や家などの日常生活空間で人間と密接な相互作用を行いながら、各種の生活支援を安全且つ円滑に行なうことが熱く期待されるようになってきている。ロボットと人間や動作環境との物理的な力学相互作用を有効に実施するために、①実時間における複雑な対象物体の計測と認識、②
作業対象や動作環境への安全性確保、そして、③ロボットによる人間の身体構造や運動特性への適合など、今までの産業用ロボットと異なる新しい計測制御技術を確立することが必要である。
そこで、本研究ではロボットの力センサーによる対象物体との接触位置や接触力を47

最適化の枠組みで推定することを提案している。従来の技術では、面状触覚センサー
シートを用いて対象物体との接触位置や力を直接に計測することが提案されていた。
コストが高いだけでなく、面状触覚センサーシートの耐故障性や分布方式での情報センシングと処理に莫大な処理時間が要するなど、実用上多くの課題が残されていた。
また、指の接触位置と異なる場所に設置されている力センサーで対象物体との接触位
置や接触力を推定する方式も提案されているが、ロボットによる人間の抱き上げのようなロボットと対象物体との多点接触や双腕同時接触などのより複雑な接触状態での位置と力の推定についてまだほとんど研究されていなかった。本研究では、円筒形物体の保持作業を想定し、双腕ロボットによる物体を保持するための物体の重心位置
や、接触点での力を、一点接触と二点接触の二種類に分けて最適手法で推定することを試みた。そして、計算機シミュレーションとロボットによる実験検証で提案された最適推定方式の有効性を示している。本研究の成果は、査読付き国際論文誌「Journalof Mechanics Engineering and Automation」に掲載されている。
次に、接触作業におけるロボットが作業環境への安全性確保を念頭に、本研究はインピーダンス制御を発展させ、時変するインピーダンスセンターの作業要求を達成させ、かつ対象環境への受動性を実現できるために、実際の動作におけるロボットのモデル誤差による受動性への影響を解析し、ロボットの慣性行列やコリオリ力項が未知の場合、ロボットの受動性を満たすためのこれらの行列の推定値の設定法を提案し、結果として、簡単な PD 制御でロボットの受動性を確保できることを明らかにした。
本研究の成果は、査読付き国際論文誌「Journal of Mechanics Engineering andAutomation」に掲載されている。一方、ロボットのモデル誤差がある場合における軌道追従性能を向上させるために、誤差で生じるロボットインピーダンスの外乱項を、オブザーバーを構成することで推定し、打ち消すための制御方式も提案され、計算機シミュレーションでその有効性を示している。本研究の成果も、査読付き国際論
文誌「Journal of Mechanics Engineering and Automation」に掲載されている。
さらに、固定回転軸を有する外骨格型ロボットによる人間の複雑な関節構造への適合が困難であるとの問題点に配慮して、ワイヤ駆動機構の制御と受動性について研究されている。ワイヤ駆動の場合、機構的に人間の複雑な関節構造に適合しやすい利点がある反面、ワイヤの牽引力の制限や駆動の冗長性が新たな拘束条件として生じ、これらの拘束条件を満たすようなロボット制御入力の設計が必要である。本研究は、Passive Velocity Field Control (PVFC)を発展させ、高次元な仮想ダイナミックスを拡張し、かつ制御入力のスケーリングパラメータの設定範囲を明らかにすることで、ワイヤの牽引制限と冗長性拘束条件を満たす斬新な受動性を有するワイヤ駆動ロボ
ットの制御設計を提案した。本研究の成果は、査読付き国際論文誌「Journal of
Mechanics Engineering and Automation」に掲載されている。
本研究プロジェクトは、以上各の学際共同研究、企業との共同研究だけでな
く 、 地 元 神 戸 市 が 推 進 し て い る 医 療 産 業 都 市 構 想 と も 協 力 し 合 い 、 恒例の市民向けの平成 29 年度神戸医療産業都市・京コンピュータ一般公開にて「 健康福祉の新技術
開発コーナー展示」神戸大学 羅研究室で出展するなど活発な社会還元活動を推進し、日本国内外から高く評価された。

48

こ れ ら の 連 携 研 究 活 動 推 進 で 、今 年 度 も ３ 名 の 学 生 が 博 士 学 位 を 取 得 で き た 。ま た 、
以下の二件の国際学術会議で受賞した。
１．The IEEE International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM)2017
Best Conference Paper Award Finalist
２．12th International Conference on Natural Language Processing and Knowledge
Engineering (NLP-KE 2017) Dec. 7 - 10, 2017, Chengdu, China 最優秀論文賞を受賞

さらに、「International Symposium on Smart Brain Medical Informatics andEngineering 2017」を先端融合研究環統合研究拠点の主催で開催、JST のさくらサイエ
ンスプランの事業活動として、中国湖北省科学技術庁をはじめ、武漢大学中南病院、中国湖北省中医院の若手研究者、医師計 10 名を神戸へ招聘し、「高齢社会を支える医療・
健康工学に関する国際交流」をテーマに、第一線で活躍する若者を中心とした科学技術
体験・交流行事を開催し、活発な国際交流を展開しました。

49

４．論文・著書・特許出願リスト＊当該年度において学術誌などに発表した論文・著書等の著者，発表論文名，掲載誌，巻号，ページ，年の各項目及び特許出願について記載して下さい。（受理証明があるものも
記載可）
[論文]
論文名：Evaluation of Heart Rate in Daily Life Based on 10 Million Samples Database
著者名：Makoto Komazawa, Kenichi Itao, Guillaume Lopez, Zhiwei Luo
掲載誌：Global Journal of Health Science Vol. 9, No. 9,pp105-115, 2017 年
論文名：Experiment and Dynamic Simulation of Cervical Tractions in Inclined andSitting Positions
著者名：Lawrence K. F. Wong, Zhiwei Luo, Nobuyuki Kurusu, Keiji Fujino
掲載誌：Open Journal of Therapy and Rehabilitation Vol.5 No.3, pp.83-97,2017
年
論文名：The Effect of Traction Position in Cervical Traction Therapy Based on
Dynamic Simulation Models
著者名：Lawrence K. F. Wong, Zhiwei Luo, Nobuyuki Kurusu
掲載誌：J. Biomedical Science and Engineering, 10, 5, pp.243-256,2017 年
論文名：Assessment of Prospective Memory using fNIRS in Immersive Virtual

Reality Environment
著者名：Dong, D., Wong, L. and Zhiwei Luo
掲載誌：Journal of Behavioral and Brain Science, 7, pp.247-258,2017 年
論文名：On Energy-based Robust Passive Impedance Control of a Robot Manipulator
著者名：Sheng Cao, Zhiwei Luo, Changqin Quan
掲 載 誌 ： Journal of Mechanics Engineering and Automation Vol.7, No.2,
pp.65-70,2017 年
論文名：On Observer-based Passive Robust Impedance Control of a Robot Manipulator
著者名：Sheng Cao, Zhiwei Luo, Changqin Quan
掲 載 誌 ： Journal of Mechanics Engineering and Automation Vol.7, No.2,
pp.71-78,2017 年
論文名：Estimation of an Object's Physical Parameter by Force Sensors of a Dual-arm
Robot
著者名：Sheng Cao, Zhiwei Luo, Changqin Quan50

掲 載 誌 ： Journal of Mechanics Engineering and Automation Vol.7, No.3,
pp.120-131,2017 年
論文名：Passive Velocity Field Control of a Redundant Cable-Driven Robot with
Tension Limitations
著者名：Sheng Cao, Zhiwei Luo, Changqin Quan i
掲 載 誌 ： Journal of Mechanics Engineering and Automation Vol.7, No.3,
pp.132-144,2017 年[著書]
１．放送大学出版
２．くもん出版「生活環境と情報認知」共著「友だちロボットがやってくる」単著[特許]
発明名称：エラスティックフレキシブルセンサ
整理番号：KP12-106
出願国 ：日本
登録番号：6165002
登録日 ：2017/6/30

51

再版

別紙１
様式（年次報告書）
平成 30 年 5 月 11 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要

惑星科学国際教育研究プロジェクト

研究プロジェクトの名称

部局・専攻・氏名 理学研究科・惑星科学研究センター・観山 正見

研究代表者

外 部 資 金

科学研究費補助金

68,958 千円，

獲 得 実 績奨学寄附金

1,630 千円， 共同研究経費 18,700 千円

特許出願件数0 件，

論文発表件数受託研究経費 41,070 千円

56 件，

著書数

0件

２．構成員とその役割分担
氏

名

観山 正見

上野 宗孝

部局・専攻

役
割
分
担
研究プログラム総括、CPS センター長
惑星形成過程とアストロバイオ
ロジ－
すばる望遠鏡による太陽系外の惑星形成領域の観測的研究を推進
日本学術会議会員として学術の振興に関して貢献

理学研究科

特命教授
金星探査機『あかつき』による金星起源の研究、将来の太陽系探査機システムの検討

理学研究科

CPS 副センター長
林祥介

理学研究科惑星学専攻

惑星大気シミュレーションモデルの開発と大気循環構造の解明

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
惑星衝突と宇宙雪氷学に関する
実験的研究

大槻 圭史

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
衛星起源および太陽系小天体観測に関
する研究

牧野

理学研究科惑星学専攻

荒川 政彦

淳一郎

高橋 芳幸

中村 昭子

CPS 研究員
計算惑星学の研究
CPS 研究員

理学研究科惑星学専攻

惑星大気大循環モデルの構築
CPS 研究員空隙をもつ小天体に形成される強度支
配域クレーター

理学研究科惑星学専攻

52

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
地衡流乱流における Danilov 不等式の数値的研究

瀬戸 雄介

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
惑星構成物質の微細組織に関する鉱物学・結晶学的研究

山﨑 和仁

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
非平衡領域における地球システ
ムの安定性

保井 みなみ

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
氷天体のレオロジーと衝突クレーターに関する実験的研究

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
スラブ内地震とプレート境界地
震の距離減衰特性の評価

理学研究科惑星学専攻

CPS 研究員
はやぶさ２の探査対象天体
RYUGU の形状モデル作成のための検討・訓練

理学研究科物理学専攻

CPS 研究員
ゲージ場とインフレーションに関する研究

理学研究科物理学専攻

CPS 研究員
強相関電子系の電子構造計算に
関する研究

岩山 隆寛

筧 楽麿

平田

直之

早田 次郎
播磨 尚朝

CPS 研究員
大道 英二

理学研究科物理学専攻

臼井 文彦

理学研究科

樫村

理学研究科

磁性体・超伝導体の強磁場物性の研
究

特命助教

博基

近赤外線分光観測による小惑星の含水鉱物探査特命助教
惑星大気に関する数値的研究

53３．研究成果の概要等について

本年度(平成 29 年度)、神戸大学惑星科学研究センター(CPS)は、神戸大学とJAXA 宇宙科学研究所(ISAS)のマッチングファンドによる連携拠点として、昨年度と同様に以下の 2 点を目標に掲げ、惑星科学のコミュニティと連携した拠点として活動を続けています。

目的１ 惑星科学の研究手段として太陽系探査を重要な手段と考え、宇宙科学研究所と協力して学術的に優れたミッション（探査計画）を、コミュニティからのボトムアップとしてつくりだす。
目的２ 上記の目的を達成するため、惑星科学分野にミッションを推進できる人材養成を推進する。

惑星科学の新たなミッション創成に関しては、様々なプロジェクトの推進に向けて、研究会、ワークショップ、勉強会などを多様に実施しました。特に、次期の火星衛星探査プロジ
ェクト（ＭＭＸ）や Destiny＋計画など様々な研究会やセミナーが開催され、小型ミッションの形成に向けても、コミュニティとの会合がもたれました。ポスト「京」を念頭とした研究会を始め、計算科学に関する研究会なども開催され、CPS を活用した大小の研究会など、その総計はセミナーを含め 39 回にのぼり、CPS が国内の惑星科学研究者のハブになっていることが良く認識されると思われます。
上記の目的 2 に沿った「惑星探査ミッション立案スクーリング」を前年度に引き続き、2 回開催しました。詳細については後述をご覧ください。
今後も、神戸大学の惑星科学研究の推進力となると同時に、全国の惑星科学のコミュニテ
ィと連携した活動を続けていきたいと思います。
具体的活動については CPS の Web ページ(https://www.cps-jp.org/)をご覧ください。

探査ミッション立案スクール
第 4 回探査ミッション立案スクール「Astrobiorgy in solar systems」
日 程：2017 年 8 月 20 日-25 日
開催地：自然科学研究機構国立天文台野辺山宇宙電波観測所
参加人数： 31 名うち受講者

15 名

はじめて惑星科学センターを離れて、国立天文台野辺山宇宙電波観測所で、8 月に開催しました。太陽系内でのアストロバイオロジーを目指したミッションと言うことで関心も高く、３チームの構成で、それぞれに野心的なミッションの構築に挑んでいただきました。いずれも外惑星に於ける衛星の探査計画となりましたが、この分野の専門家の講義やアドバイスを受けてチャレンジングな探査ミッションが創成できました。野辺山宇宙電波観測所の施設の見学も大変好評でした。

54

（第 4 回スクーリング風景）
第 5 回探査ミッション立案スクール「小惑星探査」
日 程：2018 年 2 月 23 日-28 日
開催地：惑星科学研究センター（CPS）
参加人数：36 名

うち受講者人数：8 名

前半の授業の一部は、公開セミナー「世界最先端の小惑星探査：その科学と技術」（後述）として、大学内の学生、ネット中継による全国の関係者に公開しました。各先生による講演があり、総合討論の時間には、活発な意見交換が実施されました。今回は、はじめて神戸市青少年科学博物館の見学した後、「将来の科学者・技術者に期待すること」と題して科学館の珍田隼さんの講演を聞きました。

（第 5 回スクーリング風景）
スクーリング自体については、専門分野や経歴の異なるメンバーでチームワーク活動を行うという目的は十分に達せられました。平成２９年度の二回のスクーリングの修了時の受講生による点検評価はどちらも高い評価が得られ、大いに満足するスクーリングとなったといえます。また、受講生の成果発表会の後には、様々な分野の学識経験者からのアドバイスがあり、今後の参考になったのではないかと思われます。
惑星科学分野のコミュニティのハブとして、他大学・機関との連携のために、CPS における
画像配信・会議サーバの維持、知見アーカイブシステムの内容の蓄積を行い、今後の諸活動に資するインフラを整備・運用しました。また、人的体制の強化を図り、研究会等の開催時における事務に関しても今までの経験を元に円滑に行われました。特に第４回は、神戸大学を離れて野辺山宇宙電波観測所で、合宿形式で行いましたが、様々なスタッフの協力の下に円滑にすすめることができました。また、受講者には観測所の見学などは好評を博しました。

55

公開セミナー「世界最先端の小惑星探査：その科学と技術」
日 程：2018 年 2 月 24 日（土）開催地：神戸大学先端融合研究環統合研究拠点 コンベンションホール
要旨：
現在、小惑星探査機「はやぶさ2」が小惑星「Ryugu(リュウグウ)」に向けて宇宙を航行しています。今年の6-7月頃に到着して、約1年半かけて小惑星の詳細な観測と表面物質(サンプル)の採取を行う予定です。このプロジェクトには、神戸大学の研究者を含む多くの研究者が関わっています。今回、国内外の著名な研究者をお招きして、小惑星探査の目的や投入される最先端技術、期待される成果について講演して頂きました。
プログラム：
開会の挨拶

觀山 正見(神戸大学/広島大学)

小惑星と太陽系科学向井 正(京都情報大学院大学/神戸大学)

物質分析から解き明かす太陽系の姿

中村 栄三(岡山大学惑星物質研究所)

小惑星の衝突破壊と進化

中村 昭子（神戸大学）

小惑星帯での様々な現象について

石黒 正晃（ソウル大學校）

探査における技術的チャレンジ

久保田 孝（宇宙科学研究所）

総合質疑応答（セミナーの様子）

56

４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Large stationary gravity wave in the atmosphere of Venus
著者名：Fukuhara, T.; Futaguchi, M.; Hashimoto, G.L.; Horinouchi, T.; Imamura, T.;
Iwagaimi, N.; Kouyama, T.; Murakami, S.; Nakamura, M.; Ogohara, K.; Sato, M.;
Sato, T.M.; Suzuki, M.; Taguchi, M.; Takagi, S.; Ueno, M.*; Watanabe, S.; Yamada,M.; Yamazaki, A.
掲載誌，巻，ページ：Nature Geoscience , 10 巻, 1038 号,PP. 85-88,2017.4
論文名：Distribution of Captured Planetesimals in Circumplanetary Gas Disks and
Implications for Accretion of Regular Satellites
著者名：Suetsugu, Ryo ; Ohtsuki, Keiji *掲載誌，巻，ページ：ASTROPHYSICAL JOURNAL , 839 巻, 1 号,66,2017.4
論文名：Unconvergence of very-large-scale giant impact simulations
著者名：Natsuki Hosono, Masaki Iwasawa, Ataru Tanikawa, Keigo Nitadori,
Takayuki Muranushi, Junichiro Makino*
掲載誌，巻，ページ：Publications of the Astronomical Society of Japan, 69 巻, 2 号,26, 2017.4
論文名：A Formulation of Consistent Particle Hydrodynamics in Strong Form
著者名：Satoko Yamamoto, Junichiro Makino*
掲載誌，巻，ページ：Publications of the Astronomical Society of Japan, 69 巻, 2 号,35, 2017.4
論文名：Drastic change of the Fermi surface across the metamagnetic transition in
CeRh2Si2
著者名：K. Götze, D. Aoki, F. Lévy-Bertrand, H. Harima*, and I. Sheikin
掲載誌，巻，ページ：Phys. Rev. B , 95 巻, PP. 161107(R) ,2017.4

論文名：Spatial distribution of impact craters on Deimos
著者名：Naoyuki Hirata *掲載誌，巻，ページ：Icarus , 288 巻, 15 号,PP. 69-77,2017.5
論文名：Magnetic fabric evidence for rapid, characteristic changes in dynamics of the 2011
Tohoku-oki tsunami
著者名：Bradák Balázs;Tanigawa, Koichiro.;Hyodo Masayuki*;Seto Yusuke*
掲載誌，巻，ページ：Marine Geology , 387 巻, PP. 85-96,2017.5
論文名：Anisotropic Ejection from Active Asteroid P/2010 A2: An Implication of Impact
Shattering on an Asteroid57著者名：Kim, Yoonyoung ; Ishiguro, Masateru ; Michikami, Tatsuhiro ; Nakamura, Akiko M. *掲載誌，巻，ページ：The Astronomical Journal , 153 巻, 5 号, 288 (11 pages),2017.5
論文名：Shortwave radiative forcing, rapid adjustment, and feedback to the surface bysulfate geoengineering: analysis of the Geoengineering Model Intercomparison
Project G4 scenario
著者名：Hiroki Kashimura *, Manabu Abe, Shingo Watanabe, Takashi Sekiya, Duoying Ji,
John C. Moore, Jason N. S. Cole, and Ben Kravitz
掲載誌，巻，ページ：ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS , 17 巻, 5 号,
PP. 3339-3356,2017.5
論文名：Infinite violation of Bell inequalities in inflation
著者名：Sugumi Kanno, Jiro Soda*
掲載誌，巻，ページ：Phys. Rev D, 96 巻, PP. 083501,2017. 5
論文名：Superconductivity and magnetic fluctuations developing in the vicinity of strong
first-order magnetic transition in CrAs
著者名：H Kotegawa, K Matsushima, S Nakahara, H Tou, J Kaneyoshi, T Nishiwaki, E
Matsuoka, H Sugawara and H Harima*
掲載誌，巻，ページ：Journal of Physics: Condensed Matter, 29 巻, 23 号, 2017. 5
論文名：Real-time simulation of a cat-scale artificial cerebellum on PEZY-SC processors
著者名：Tadashi Yamazaki, Jun Igarashi, Junichiro Makino*, Toshikazu Ebisuzaki
掲載誌，巻，ページ：The International Journal of High Performance Computing Applications,PP. 1-14, 2017. 6
論文名：Dynamic fracture of tantalum under extreme tensile stress
著者名：Bruno Albertazzi;Norimasa Ozaki;Vasily Zhakhovsky;Anatoly Faenov;Hideaki
Habara;Marion Harmand;Nicholas Hartley;Denis Ilnitsky;Nail Inogamov;Yuichi
Inubushi;Tetsuya Ishikawa;Tetsuo Katayama;Takahisa Koyama;Michel Koenig;
Andrew Krygier;Takeshi Matsuoka;Satoshi Matsuyama;Emma McBride;Kirill
Petrovich Migdal;Guillaume Morard;Haruhiko Ohashi;Takuo Okuchi;Tatiana
Pikuz;Narangoo Purevjav;Osami Sakata;Yasuhisa Sano;Tomoko Sato;
Toshimori Sekine;Yusuke Seto*;Kenjiro Takahashi;Kazuo Tanaka;Yoshinori Tange;
Tadashi Togashi;Kensuke Tono;Yuhei Umeda;Tommaso Vinci;Makina Yabashi;
Toshinori Yabuuchi;Kazuto Yamauchi;Hirokatsu Yumoto;Ryosuke Kodama
掲載誌，巻，ページ：Science Advances , 3 巻, 6 号,PP. e1602705,2017.6
論文名：Nepheline and sodalite in chondrules of the Ningqiang carbonaceous chondrite:
Implications for a genetic relationship with those in the matrix

58著者名：Megumi Matsumoto;Kazushige Tomeoka;Yusuke Seto*
掲載誌，巻，ページ：Geochimica et Cosmochimica Acta, 2017.7
論文名：Organized Autotelescopes for Serendipitous Event Survey (OASES): design andperformance
著者名：Ko Arimatsu, Kohji Tsumura, Kohei Ichikawa, Fumihiko Usui *, Takafumi Ootsubo,
Takayuki Kotani, Yuki Sarugaku, Takehiko Wada, Koichi Nagase, Jun-ichi
Watanabe
掲載誌，巻，ページ：Publications of the Astronomical Society of Japan, 69 巻, 4 号,
PP. 68,2017.7
論文名：System Configuration and Operation Plan of Hayabusa2 DCAM3-D for Scientific
Observation in Impact Experiment
著者名：Ogawa, K.#;Shirai, K.;Sawada, H.;Arakawa, M.*;Honda, R.;Wada, K.;Ishibashi, K.;
Iijima, Y.;Sakatani, N.;Nakazawa, S.;Hayakawa, H.
掲載誌，巻，ページ：Space Science Review , 208 巻,PP. 125-142,2017.7
論文名：Scientific objectives of Small Carry-on Impactor (SCI) and Deployable Camera 3
Digital (DCAM3-D): Observation of an ejecta curtain and a crater formed on thesurface of Ryugu by an artificial high-velocity impact
著者名：Arakawa, M.*;Wada, K.;Saiki, T.;Kadono, T.;Takagi, Y.;Shirai, K.;Okamoto, C.+;
Yano, H.;Hayakawa, M.;Nakazawa, S.;Hirata, N.;Kobayashi, M.;Michel, P.;Jutzi,
M.;Imamura, H.;Ogawa, K.#;Sakatani, N.;Iijima, Y.;Honda, R.;Ishibashi, K.;
Hayakawa, H.;Sawada, H.
掲載誌，巻，ページ：Space Science Review , 208 巻,PP. 187-212,2017.7
論文名：Vertical structure of the axi‐asymmetric temperature disturbance in the Venusianpolar atmosphere: Comparison between radio occultation measurements and GCM
results
著者名：Hiroki Ando;Takeshi Imamura;Norihiko Sugimoto;Masahiro Takagi;
Hiroki Kashimura*;Silvia Tellmann;Martin Pätzold;Bernd Häusler;Yoshihisa Matsuda
掲載誌，巻，ページ：Journal of Geophysical Research Planets , 122 巻,PP. 1687-1703,2017.7
論文名：Performance of Hayabusa2 DCAM3-D camera for short-range imaging of SCI andejecta curtain generated from the artificial impact crater formed on asteroid 162137
Ryugu (1999 JU3)
著者名：Ishibashi, K.;Shirai, K.;Ogawa, K.#;Wada, K.;Honda, R.;Sakatani, N.;
Arakawa, M.*;Ikeda, Y.
掲載誌，巻，ページ：Space Science Review , 208 巻,PP. 213-238,2017.7

59論文名：Nonlinear resonant oscillation of gravitational potential induced by ultralight axionin f(R) gravity
著者名：Arata Aoki, Jiro Soda*
掲載誌，巻，ページ：Phys. Rev D, 96 巻,PP. 023534,2017.7
論文名：Scaling of Impact-generated Cavity-size for Highly Porous Targets and Its
Application to Cometary Surfaces
著者名：Okamoto, Takaya ; Nakamura, Akiko M. *掲載誌，巻，ページ：Icarus , 292 巻,PP. 234-244,2017.8
論文名：Experimental studies on mechanical properties and ductile-to-brittle transition of
ice-silica mixtures: Young's modulus, compressive strength, and fracture toughness
著者名：Minami Yasui*,Erland M. Schulson,Carl E. Renshaw
掲載誌，巻，ページ：Journal of Geophysical Research: Solid Earth , 122 巻,8 号,
PP. 6014-6030,2017.8
論文名：Development of an ensemble Kalman filter data assimilation system for the
Venusian atmosphere
著者名：Norihiko Sugimoto;Akira Yamazaki;Toru Kouyama;Hiroki Kashimura*;Takeshi
Enomoto;Masahiro Takagi
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports , 7 巻,9321 号,2017.8
論文名：Equatorial jet in the lower to middle cloud layer of Venus revealed by Akatsuki
著者名：Takeshi Horinouchi;Shin-ya Murakami;Takehiko Satoh;Javier Peralta;Kazunori
Ogohara;Toru Kouyama;Takeshi Imamura;Hiroki Kashimura*;Sanjay S. Limaye;
Kevin McGouldrick;Masato Nakamura;Takao M. Sato;Ko-ichiro Sugiyama;
Masahiro Takagi;Shigeto Watanabe;Manabu Yamada;Atsushi Yamazaki;
Eliot F. Young
掲載誌，巻，ページ：Nature Geoscience , 10 巻,PP. 646-651,2017.8
論文名：Nepheline formation in chondrite parent bodies: Verification through experiments
著者名：Shun Ichimura;Yusuke Seto*;Kazushige
掲載誌，巻，ページ：Geochimica et Cosmochimica Acta , 210 号,PP. 114-131,2017.8

論文名：多結晶体二次元回折パターンに基づいた格子選択配向解析と地球惑星科学への応用
著者名：瀬戸 雄介*
掲載誌，巻，ページ：日本結晶学会誌 , 59 巻,PP. 143-144,2017.8
論文名：Photon-Axion Conversion, Magnetic Field Configuration, and Polarization of Photons
著者名：Emi Masaki, Arata Aoki, Jiro Soda*

60

掲載誌，巻，ページ：Phys. Rev D, 96 巻,PP. 043519 ,2017.8

論文名：Quasi-two-dimensional Fermi surfaces with localized f electrons in the layered
heavy-fermion compound CePt2In7
著者名：K. Götze, Y. Krupko, J. A. N. Bruin, J. Klotz, R. D. H. Hinlopen, S. Ota, Y. Hirose,
H. Harima*, R. Settai, A. McCollam, and I. Sheikin
掲載誌，巻，ページ：Phys. Rev. B , 96 巻,PP. 075138 ,2017.8

論文名：Follow-up observations for the Asteroid Catalog using AKARI Spectroscopic
Observations
著者名：S. Hasegawa, D. Kuroda, K. Yanagisawa, and F. Usui*
掲載誌，巻，ページ：Publications of the Astronomical Society of Japan, 69 巻, 99 号,2017. 9
論文名：KCC analysis of the normal form of typical bifurcations in one-dimensional
dynamical systems: geometrical invariants of saddle-node, transcritical, andpitchfork bifurcations
著者名：K. Yamasaki*;T. Yajima
掲載誌，巻，ページ：Int. J. Bifurcation and Chaos , 27 巻, 1750145(14pages),2017. 9

論文名：雪を通過する物体にかかる抵抗
著者名：松本 学;荒川 政彦*;前野 紀一
掲載誌，巻，ページ：雪氷 , 79 巻, 5 号,PP. 403-414,2017. 9
論文名：Electromagnetic Memory Effect Induced by Axion Dark Matter
著者名：Daiske Yoshida, Jiro Soda*
掲載誌，巻，ページ：Phys. Rev D, 96 巻, PP. 064005,2017. 9
論文名：Fermi surfaces of the pyrite-type cubic AuSb2 compared with split Fermi surfacesof the ullmannite-type cubic chiral NiSbS and PdBiSe
著者名：K.Nishimura,M.Kakihana,A.Nakamura,D.Aoki,H.Harima,M.Hedo,T.Nakama,Y.Ōnuki
掲載誌，巻，ページ：Physica B: Condensed Matter , In Press, 2017. 9
論文名：Absolute calibration of brightness temperature of the Venus disk observed by the
Longwave Infrared Camera onboard Akatsuki

the atmosphere of Venus

著者名：FUKUHARA Tetsuya;TAGUCHI Makoto;IMAMURA Takeshi;HAYASHITANI
Akane;YAMADA Takeru;FUTAGUCHI Masahiko;KOUYAMA Toru;SATO Takao M.;
TAKAMURA Mao;IWAGAMI Naomoto;NAKAMURA Masato;SUZUKI Makoto;
UENO Munetaka*;HASHIMOTO George L.;SATO Mitsuteru;TAKAGI Seiko;
YAMAZAKI Atsushi;YAMADA Manabu;MURAKAMI Shin‐ya;YAMAMOTO
Yukio;OGOHARA Kazunori;ANDO Hiroki;SUGIYAMA Ko‐ichiro;

61

KASHIMURA Hiroki*;OHTSUKI Shoko;ISHII Nobuaki;ABE Takumi;SATOH
Takehiko;HIROSEChikako;HIRATA Naru
掲載誌，巻，ページ：Earth, Planets and Space , 69 巻, 1 号, 2017. 10
論文名：Initial performance of the radio occultation experiment in the Venus orbiter mission
Akatsuki
著者名：IMAMURA Takeshi;ANDO Hiroki;TELLMANN Silvia;PAETZOLD Maertin;
HAEUSLER Bernd;YAMAZAKI Atsushi;SATO Takao M.;NOGUCHI Katsuyuki;
FUTAANA Yoshifumi;OSCHLISNIOK Janusz;LIMAYE Sanjay;CHOUDHARY R.
K.;MURATA Yasuhiro;TAKEUCHI Hiroshi;HIROSE Chikako;ICHIKAWA Tsutomu;
TODA Tomoaki;TOMIKI Atsushi;ABE Takumi;YAMAMOTO Zen‐ichi;NODA
Hirotomo;IWATA Takahiro;MURAKAMI Shin‐ya;SATOH Takehiko;FUKUHARA
Tetsuya;OGOHARA Kazunori;SUGIYAMA Ko‐ichiro;KASHIMURA Hiroki*;
OHTSUKI Shoko;TAKAGI Seiko;YAMAMOTO Yukio;HIRATA Naru;
HASHIMOTO George L.;YAMADA Manabu;SUZUKI Makoto; ISHII Nobuaki;
HAYASHIYAMA Tomoko;LEE Yeon Joo;NAKAMURA Masato
掲載誌，巻，ページ：Earth, Planets and Space , 69 巻, 2017. 10
論文名：Ray craters on Ganymede: Implications for cratering apex-antapex asymmetry andsurface modification processes
著者名：Luyuan Xu;平田 直之*;Hideaki Miyamoto
掲載誌，巻，ページ：Icarus , 295 巻, PP.140-148, 2017. 10
論文名：Polarimetric Study of Near-Earth Asteroid (1566) Icarus
著者名：Masateru Ishiguro , Daisuke Kuroda , Makoto Watanabe , Yoonsoo P. Bach,
Jooyeon Kim, Mingyeong Lee,Tomohiko Sekiguchi, Hiroyuki Naito, Katsuhito
Ohtsuka , Hidekazu Hanayama , Sunao Hasegawa ,Fumihiko Usui*,Seitaro
Urakawa, Masataka Imai, Mitsuteru Sato, and Kiyoshi Kuramoto
掲載誌，巻，ページ：The Astronomical Journal, 154 巻, 5 号,PP. 180-189,2017. 10
論文名：Performance of Akatsuki/IR2 in Venus orbit: the first year
著者名：SATOH Takehiko;SATO Takao M.;NAKAMURA Masato;KASABA Yasumasa;
UENO Munetaka*;SUZUKI Makoto;HASHIMOTO George L.;HORINOUCHI
Takeshi;IMAMURA Takeshi;YAMAZAKI Atsushi;ENOMOTO Takayuki;SAKURAI
Yuri;TAKAMI Kosuke;SAWAI Kenta;NAKAKUSHI Takashi;ABE Takumi;ISHII
Nobuaki;HIROSE Chikako;HIRATA Naru;YAMADA Manabu;MURAKAMI
Shin‐ya;YAMAMOTO Yukio;FUKUHARA Tetsuya;OGOHARA Kazunori;ANDO
Hiroki;SUGIYAMA Ko‐ichiro;KASHIMURA Hiroki*;OHTSUKI Shoko
掲載誌，巻，ページ：Earth, Planets and Space , 69 巻, 1 号, 2017. 11

62論文名：Thermal Modeling of Comet-like Objects from AKARI Observation
著者名：Yoonsoo P. Bach, Masateru Ishiguro, and Fumihiko Usui*
掲載誌，巻，ページ：The Astronomical Journal, 154 巻, 5 号, PP. 202-211,2017. 11
論文名：Electromagnetic waves propagating in the string axiverse
著者名：Daiske Yoshida, Jiro Soda*
掲載誌，巻，ページ：High Energy Physics - Theory, 5 pages,2017. 11
論文名：Impact cratering on porous targets in the strength regime/Impact cratering on
porous targets in the strength regime
著者名：NAKAMURA AKIKO*
掲載誌，巻，ページ：Planetary and Space Science/Planetary and Space Science, 149 巻,
PP. 5-13,2017. 12
論文名：Experimental study on compression property of regolith analogues/Experimental
study on compression property of regolith analogues
著者名： OMURA TOMOMI+; NAKAMURA AKIKO*
掲載誌，巻，ページ：Planetary and Space Science/Planetary and Space Science, 149 巻,
PP. 14-22,2017. 12
論文名：Overview of Akatsuki data products: definition of data levels, method and accuracyof geometric correction
著者名：OGOHARA Kazunori;TAKAGI Masahiro;MURAKAMI Shin‐ya;HORINOUCHI
Takeshi;YAMADA Manabu;KOUYAMA Toru;HASHIMOTO George L.;IMAMURA
Takeshi;YAMAMOTO Yukio;KASHIMURA Hiroki*;HIRATA Naru;SATO Naoki;
YAMAZAKI Atsushi;SATOH Takehiko;IWAGAMI Naomoto;TAGUCHI Makoto;
WATANABE Shigeto;SATO Takao M.;OHTSUKI Shoko;FUKUHARA Tetsuya;
FUTAGUCHI Masahiko;SAKANOI Takeshi;KAMEDA Shingo;SUGIYAMA
Ko‐ichiro;ANDO Hiroki;LEE Yeon Joo;NAKAMURA Masato;SUZUKI Makoto;
HIROSE Chikako;ISHII Nobuaki;ABE Takumi
掲載誌，巻，ページ：Earth, Planets and Space, 69 巻, 2017. 12
論文名：Topographical and local-time dependence of large stationary gravity waves
observed at the cloud top of Venus
著者名：T. Kouyama;T. Imamura;M. Taguchi;T. Fukuhara;T. M. Sato;A. Yamazaki;M.
Futaguchi;S. Murakami;G. L. Hashimoto;Munetaka Ueno*;N. Iwagami;S. Takagi;M.
Takagi;K. Ogohara;Hiroki Kashimura*;T. Horinouchi;N. Sato;M. Yamada;Y.
Yamamoto;S. Ohtsuki;K. Sugiyama;H. Ando;M. Takamura;T. Yamada;T. Satoh;
M. Nakamura
掲載誌，巻，ページ：Geophysical Research Letters, 2017. 1263論文名：The fundamental stellar parameters of FGK stars in the SEEDS survey Norman,
OK 73071,USA
著者名：Rich, Evan A.; Wisniewski, John P.; McElwain, Michael W.; et al.
掲載誌，巻，ページ：MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY ,472 巻:

2 号: PP 1736-1752, 2017.12

論文名：The Detection Rates of Merging Binary Black Holes Originating from Star Clusters
and Their Mass Function
著者名：Michiko Fujii, Ataru Tanikawa,Junichiro Makino*
掲載誌，巻，ページ：Publications of the Astronomical Society of Japan, 69 巻, 6 号,94, 2017.12
論文名：Data Reduction of AKARI/IRC Spectroscopic Observations.
著者名：F. Usui*, T. Onaka, and the AKARI/IRC team.
掲載誌，巻，ページ：Publications of the Korean Astronomical Society, 32 巻, PP.41-43,2017.
論文名：Hyper Suprime-Cam: System design and verification of image quality
著者名：Miyazaki, Satoshi; Komiyama, Yutaka; Kawanomoto, Satoshi; et al.
掲載誌，巻，ページ：PUBLICATIONS OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF JAPAN,
70 巻, 特別号 1 ,記事番号 S1, 2018. 1
論文名：The Hyper Suprime-Cam SSP Survey: Overview and survey design
著者名：Aihara, Hiroaki; Arimoto, Nobuo; Armstrong, Robert; et al.
掲載誌，巻，ページ：PUBLICATIONS OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF JAPAN,
70 巻, 特別号 1 ,記事番号 S4, 2018. 1
論文名：First data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program
著者名：Aihara, Hiroaki; Armstrong, Robert; Bickerton, Steven; et al.
掲載誌，巻，ページ：PUBLICATIONS OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF JAPAN,
70 巻, 特別号 1 ,記事番号 S8, 2018. 1
論文名：Initial products of Akatsuki 1-μm camera
著者名：Naomoto Iwagami;Takeshi Sakanoi;George L. Hashimoto;Kenta Sawai;Shoko
Ohtsuki;Seiko Takagi;Kazunori Uemizu;Munetaka Ueno*;Shingo Kameda;Shin-ya
Murakami;Masato Nakamura;Nobuaki Ishii;Takumi Abe;Takehiko Satoh;Takeshi
Imamura;Chikako Hirose;Makoto Suzuki;Naru Hirata;Atsushi Yamazaki;Takao M.
Sato;Manabu Yamada;Yukio Yamamoto;Tetsuya Fukuhara;Kazunori Ogohara;
Hiroki Ando;Ko-ichiro Sugiyama;Hiroki Kashimura*;Toru Kouyama
掲載誌，巻，ページ：Earth, Planets and Space, 2018. 1

64論文名：Anisotropic Constant-roll Inflation
著者名：Asuka Ito, Jiro Soda*
掲載誌，巻，ページ：Eur.Phys.J., C78 巻, 1 号,PP. 55, 2018. 2
論文名：Schwinger pair production by electric field coupled to inflaton
著者名：Jia-Jia Geng, Bao-Fei Lia, Jiro Soda*, Anzhong Wang, Qiang Wu and Tao Zhu
掲載誌，巻，ページ：Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2018 巻, 2018. 2
論文名：A conceptual magnetic fabric development model for the Paks loess in Hungary
著者名：Bradák B.;Ujvári G.;Seto Yusuke*;Hyodo Masayuki*;Végh, T.
掲載誌，巻，ページ：Aeolian Research, 30 巻, PP. 20-31,2018. 2
論文名：Anisotropic Magnetic Fluctuations in Ferromagnetic Superconductor UGe2:
73Ge-NQR Study at Ambient Pressure
著者名：Yuichiro Noma, Hisashi Kotegawa, Tetsuro Kubo, Hideki Tou, Hisatomo Harima*,
Yoshinori Haga, Etsuji Yamamoto, Yoshichika Ōnuki, Kohei M. Itoh, Eugene E.
Haller, Ai Nakamura, Yoshiya Homma, Fuminori Honda, and Dai Aoki
掲載誌，巻，ページ：J. Phys. Soc. Jpn., 87 巻, 3 号,PP. 033704 [5 Pages],2018. 2
論文名：Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves
著者名：Bradák B.;Ujvári G.;Seto Yusuke*;Hyodo Masayuki*;Végh, T.
掲載誌，巻，ページ：General Relativity and Quantum Cosmology, 5 pages,2018. 3

[著書]
なし

[特許出願]なし

65別紙１
様式（年次報告書）
平成 30 年 5 月 23 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研 究 プロジェクトの名 称
研究代表者 部局・専攻・氏名

次世代サブサーフェスイメージングシステム
数理データサイエンスセンター
理学研究科・化学専攻

木村 建次郎

外部資金

科学研究費補助金

8,100 千円，

獲得実績

奨学寄附金

0 千円，

共同研究経費4,250 千円

論文発表件数15 件，

著書数

特許出願件数

0

件，

特許権利化件数

3件

受託研究経費115,003 千円

2件

２．構成員とその役割分担
氏
木村

名

建次郎

部局・専攻

役

数理データサイエンスセンター

割

分

担

サブサーフェスイメージング装置開発

理学研究科・化学専攻
茶谷

絵理

理学研究科・化学専攻

サブサーフェスイメージング装置開発

和田昭英

理学研究科・化学専攻

可視光レーザートモグラフィに関する
技術指導

河野

誠之

医学研究科

乳腺内分泌外科

サブサーフェスイメージング医療応用

高尾

信太郎

医学研究科

サブサーフェスイメージング医療応用

三木

万由子

兵庫県がんセンター

サブサーフェスイメージング医療応用

舘田英加

プレシオ国際特許事務所

サブサーフェスイメージング知財戦略

土井恭二（ 株 ） Integral

Geometry サブサーフェスイメージング装置開発

Science
美馬勇輝（ 株 ） Integral

Geometry サブサーフェスイメージング装置開発

Science木村憲明（ 株 ） Integral

Geometry サブサーフェスイメージング装置開発

Science佐藤宣夫

千葉工業大学 工学部 機械電子創 ナノ計測
成工学科

宮戸 祐治

大阪大学

ナノ計測

野北 和弘

クイーンズランド大学

電子デバイス計測66

３．研究成果の概要等について○ マイクロ波散乱場断層イメージングシステムの開発と社会実装
近年、メディアで数多く報道される乳癌検診における、X 線マンモグラフィの有効性の問題に関して、我々はこれまで世界最高性能の乳癌検出を可能とするマ
イクロ波散乱場断層イメージングシステムの開発に成功してきた。X 線マンモグ
ラ フ ィ に お け る 高 濃 度 乳 房 の 問 題 は 、全 世 界 で 問 題 視 さ れ 、ア メ リ カ の 州 で は “ 被験者が高濃度乳房であること”に関する通知義務に関して、法整備がなされている 。 人 種 別 に 見 る と 、 5 0 歳 以 下 で 、 白 人 61％ 、 黒 人 5 7％ 、 ア ジ ア 人 7 9％ 、 ス
ペ イ ン 人 55％ 、 50 歳 か ら 64 歳 白 人 46％ 、 黒 人 42％ 、 ア ジ ア 人 61％ 、 ス ペ
イ ン 人 5 5％ の 割 合 で 高 濃 度 乳 房 を 持 つ 女 性 が 存 在 し (図 1 )、 こ の 集 団 に 関 し て 、
現 在 世 界 中 の 研 究 者 が 、新 し い 乳 癌 検 診 技 術 を 探 索 し て い る 現 状 に あ る 。近 年 、我が国では、超音波検査の有効性を臨床的に確認する大規模な研究がなされたが、物性生物物理学の見地から、超音波と乳癌検出の関連性を考察すると、乳房の体積 主 成 分 は 、脂 肪 で あ り 、乳 房 全 体 の 9 0％ 以 上 を 占 め る 。高 濃 度 乳 房 か 非 高 濃 度
乳 房 か は 、乳 房 内 に 含 ま れ る コ ラ ー ゲ ン 繊 維 の 量 に よ っ て 決 ま る 。い ず れ に せ よ 、
生体内において超音波を良好に伝播する水は、乳房内では非常に少なく、乳癌検査技術の長い歴史のなかで、超音波ではなく X 線が上記の高濃度乳房の問題を含みつつも、世界標準として広く活躍してきたことは議論に及ばない。
一 方 、こ の 2 0 年 間 、X 線 に 替 わ る マ イ ク ロ 波 が 広 く 注 目 さ れ て き た 。プ ロ ー ブとアンテナ技術の著しい進歩により、より高い周波数のマイクロ波の発生と検出が 可 能 に な っ た た め で あ る 。 マ イ ク ロ 波 を 用 い て 乳 房 内 で 1 cm 以 下 の 空 間 分 解
能 を 達 成 す る た め に は 、 1 0 GHｚ 以 上 の 広 帯 域 マ イ ク ロ 波 の 発 生 と 検 出 が 不 可 欠となる。
マンチェスター大学やカルガリー大学、世界的な大手計測機メーカによって開発競争が繰り広げられる中、近年我々の研究グループでは、実現へのボトルネッ
クとなっていた画像再構成の問題 ”散乱の逆問題”を解決する重要な理論“多次元空間における散乱場の逆解析理論”を発表、さらにこの理論における画像再構成において不可欠となる計測システム“マイクロ波散乱場断層イメージングシ
ス テ ム ” の 開 発 に 成 功 し た 。日 本 学 術 振 興 会 、総 務 省 、国 立 研 究 開 発 法 人 医 療 研 究
開 発 機 構 に 支 援 さ れ 、 世 界 の 競 合 に 対 し て 、 数 万 倍 (n = 5 12 ) 以 上 の 性 能 を 達 成
し 、 世 界 最 高 性 能 に 到 達 し て い る [1]。

図 1：神戸大学 木村建次郎研究グループが推進する、世界最高性能の‟電波を用いたマンモグラフィ”と第一回日本医療研究開発大賞.

67

2 017 年 度 は 、 マ イ ク ロ 波 を 出 射 す る 自 己 補 対 型 ア ン テ ナ の 改 良 、 実 装 に 成 功
し 、 1 0 GHｚ を 越 え る 超 広 帯 域 ア ン テ ナ モ ジ ュ ー ル の 試 作 に 成 功 し た 。 さ ら に 、
画像再構成における重要な計算前入力パラメータとなる、乳房内の平均比誘電率
を 、実 際 の 切 除 標 本 を 用 い て 実 測 し (図 2) 、年 齢 、乳 房 の タ イ プ に 強 く 依 存 し な い
ほぼ同一のパラメータとなることが分かった。これらの装置開発および乳房電磁
物 性 の 研 究 に 加 え 、合 計 4 つ の 医 療 機 関 に て 臨 床 研 究 を 進 め 、累 積 延 2 00 人 を 超える貴重なデータが蓄積された。
以 上 の 研 究 開 発 が 内 閣 府 健 康 ・ 医 療 戦 略 推 進 本 部 に よ っ て 高 く 評 価 さ れ 、第 一回 日 本 医 療 研 究 開 発 大 賞 AME D 理 事 長 賞 を 受 賞 し (図 1 )、総 理 官 邸 に て 、安 倍 総理 大 臣 の 出 席 の も と 、 受 賞 式 に 出 席 し た 。 第 一 回 日 本 医 療 研 究 開 発 大 賞 は 日本のみ
ならず世界の医療の発展に向けて、医療分野の研究開発の推進に多大な貢献をした事例に関して、功績を称えることにより、国民の関心と理解を深めるとともに、研究者等のインセンティブを高めることを目的としている。今 後 、木 村 研 究 グ ル ー プ で は 、乳 癌 で 苦 し む 女 性 が 一 人 で も少なくなるように全力で研究開発に取り組む。
○ 蓄電池- 高分解能電流経路映像化システムの開発
近 年 、パ リ 協 定 に 基 づ き 世 界 各 国 が 低 炭 素 化 に 向 け た 、技 術 開 発 を 進 め る な か 、
自動車立国の我が国では、これまでの世界最高レベルの自動車技術を生かし、安全 と ” 自 動 車 と し て の 基 本 的 性 能 ” を 損 な わ な い EV カ ー の 実 現 に 向 け て 、 自 動車 メ ー カ 、電 機 メ ー カ 、大 学 等 研 究 機 関 が 連 携 し て 急 速 に 開 発 を 進 め て い る 。我 々は 、J ST 先 端 計 測 分 析 技 術 ・ 機 器 開 発 プ ロ グ ラ ム に お い て 、世 界 初 の 蓄 電 池 内 -電流経路映像化システムを実用化し、これまで国内大手電機メーカをはじめとして
国 内 外 の 数 多 く の 企 業 で 活 用 さ れ て き た 。 昨 年 度 か ら NE DO の 支 援 に よ り 、 世 界中の高エネルギー密度蓄電池の健全性評価を可能とする技術開発を推進している 。昨 年 度 末 に 、S/N を 低 下 さ せ る こ と な く 、こ れ ま で の 2 00 倍 の 高 速 化 に 成 功
し、車載蓄電池、携帯用蓄電池等さまざまな製品の蓄電池内部の電流密度分布を
可 視 化 、 品 質 評 価 可 能 な 装 置 の 試 作 機 を 完 成 さ せ た 。 20 18 年 度 末 に は 計 測 器 メ
ー カ よ り 販 売 予 定 で 、今 後 世 界 で 年 間 、数 千 億 円 の 市 場 に 投 入 す る 計 画 で あ る 。こ
れ ら の 取 り 組 み が 評 価 さ れ 、JS T で は 事 後 評 価 S 評 価 を 得 て 、2 01 7 年 11 月 1 7
日 の 日 本 経 済 新 聞 に 報 道 さ れ 、多 く の 蓄 電 池 メ ー カ 、自 動 社 メ ー カ 、投 資 家 の 注 目を集めている。
【参考文献】[1]木 村 建 次 郎 , 木 村 憲 明 ,. “ リ ア ル タ イ ム マ イ ク ロ 波 マ ン モ グ ラ フ ィ の 研 究 開 発 ” , ICT イ ノ ベ
ー シ ョ ン フ ォ ー ラ ム 2016 予 稿 集 , 戦 略 的 情 報 通 信 研 究 開 発 推 進 事 業 (SCOPE),pp.26-27,
2016.

図 2：乳癌組織と脂肪組織の誘電分散.

68４.論文・著書・特許出願リスト[論文]
1.
論文名：“Local electric current reconstruction theory for nondestructive inspection
inside battery cell using magnetic field measurement”
著者名：Kenjiro Kimura, Yuki Mima, Noriaki Kimura.
掲載誌，巻，ページ：Subsurface Imaging Science & Technology, 1 巻, 1 号
pp.1-16, 2017 年
2.
論文名：Femtosecond-laser-enhanced amyloid fibril formation of insulin
著者名：Tsung-Han Liu, Ken-ichi Yuyama, Takato Hiramatsu, Naoki Yamamoto,
Eri Chatani, Hiroshi Miyasaka, Teruki Sugiyama, Hiroshi Masuhara（国際共著）
掲載誌，巻，ページ：Langmuir, 33, 8311-8318, 2017 年
3.
論文名：Heparin-dependent aggregation of hen egg white lysozyme reveals two
distinct mechanisms of amyloid fibrillation
著者名：Ayame Nitani, Hiroya Muta, Masayuki Adachi, Masatomo So,
Kenji Sasahara, Kazumasa Sakurai, Eri Chatani, Kazumitsu Naoe,
Hirotsugu Ogi, Damien Hall, Yuji Goto
掲載誌，巻，ページ：J. Biol. Chem. 292, 21219-21230, 2017 年
4.
論文名：Recent progress on understanding the mechanisms of amyloid nucleation
著者名： Eri Chatani, Naoki Yamamoto
掲載誌，巻，ページ：Biophys. Rev., 10, 527-534, 2018 年
5.
論文名：A specific form of prefibrillar aggregates that functions as a precursor of
amyloid nucleation
著者名：Naoki Yamamoto, Shoko Tsuhara, Atsuo Tamura, Eri Chatani
掲載誌，巻，ページ：Sci. Rep., 8, 62, 2018 年
6.
論文名：Effect of temperature and hydration level on purple membrane dynamics
studied using broadband dielectric spectroscopy from sub-GHz to THz
regions
著者名：Naoki Yamamoto, Shota Ito, Masahiro Nakanishi, Eri Chatani,
Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Keisuke Tominaga
掲載誌，巻，ページ：J. Phys. Chem. B 122, 1367–1377, 2018 年
7.
論文名：“Nanoscale observation of organic thin film by atomic force microscopy”
著者名：S. Mochizuki, T. Uruma, N. Satoh, S. Saravanan and T. Soga
掲載誌，巻，ページ：Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 56, 08LB08, 2017 年
8.
論文名：“Evaluation of carrier concentration reduction in GaN-on-GaN wafers by
Raman spectroscopy and Kelvin force microscopy”
著者名：H. Yamamoto, K. Agui, Y. Uchida, S. Mochizuki, T. Uruma,
N. Satoh, and T. Hashizume
掲載誌，巻，ページ：Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 56, 08LB07, 2017 年
9.
論文名：“Observation of silicon carbide Schottky barrier diode under applied
reverse bias using atomic force microscopy/Kelvin probe force
microscopy/scanning capacitance force microscopy”
著者名：T. Uruma, N. Satoh, and H. Yamamoto
掲載誌，巻，ページ：Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 56, 08LB05, 2017 年
10.
論文名：“Surface potential measurement of n-type organic semiconductor thinfilms by mist deposition via Kelvin probe microscopy”

69著者名：A. Odaka, N. Satoh, and S. Katori
掲載誌，巻，ページ：Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 56, 08LB04, 2017 年
11.
論文名：“Non-resonant frequency components observed in a dynamic Atomic
Force Microscope”
著者名：H. Nagao, T. Uruma, K. Shimizu, N. Satoh, K. Suizu
掲載誌，巻，ページ：Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, Vol. 8,
p.118-128, 2017 年
12.
論 文 名 ： “Using dynamic force microscopy with piezoelectric cantilever forindentation and high-speed observation”
著者名：N. Satoh, M. Nakahara, K. Kobayashi, S. Watanabe, T. Fujii, K. Matsushige,and H. Yamada
掲載誌，巻，ページ：Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, Vol. 8,
pp.98-106, 2017 年
13.
論文名：Investigation on readout coil design for fluxed locked loop controlof HTS rf-SQUID，
著者名：Y. Miyato, H. Itozaki，
掲載誌，巻，ページ：J. Phys.: Conf. Ser.，871(1) 12078 [8 pages], 2017 年
14.
論文名：Quantitative and high-resolution magnetic images obtained by STM-SQUID
microscope with distance modulation technique，
著者名：T. Yokocho, H. S-Akaba, Y. Miyato，
掲載誌，巻，ページ：J. Phys.: Conf. Ser.，871(1) 12073 [8 pages], 2017 年

[著書]
1.
著

書：“高分解能電流経路映像化システムの開発－磁場計測に基づく蓄電池内電流の非破壊
可視化のための基礎理論－” ポストリチウムに向けた革新的二次電池の材料開発（共著）

著者名：木村建次郎, 鈴木章吾, 松田聖樹, 美馬勇輝, 木村憲明
巻，ページ： pp.129-141
発行所，発行年：NTS, 2018 年
2.
著 書：“物体内部を透視する眼”に関する研究
著者名：木村建次郎
巻，ページ：28 号, pp.20-21
発行所，発行年：くさだより, 2017 年[特許]
1.
発明等の名称：分布解析装置および分布解析方法
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：木村建次郎

70出願日：2013 年 2 月 25 日, 国際出願日：2014 年 2 月 13 日
出願番号：特願: 2013-035177, PCT 出願番号：PCT/JP2014/000743〇日本 登録日：2017 年 12 月 15 日, 登録番号：6257053〇中国 登録日：2017 年 10 月 13 日, 登録番号：ZL 2014 8 0010105.3[解説]1.
論文名：“サブサーフェス磁気イメージングシステムによる物体内磁気微粒子の非破壊映像化と医療応用に関する検討”
著者名：稲垣明里, 木村建次郎, 美馬勇輝, 松田聖樹, 鈴木章吾, 鈴木智子, 木村憲明
掲載誌，巻，ページ：第31回最先端実装技術・パッケージング展（2017マイクロエレクト
ロニクスショー）アカデミックプラザ論文集 AP-24

3, その他特記事項【受賞】
1.
日付：2017 年 6 月 7 日
受賞者：木村研究室
賞名：2017 マイクロエレクトロニクスショー(第 31 回最先端実装技術・パッケージング展)
アカデミックプラザ 5 年連続継続賞
2.
日付：2017 年 10 月 26 日
受賞者：木村建次郎
賞名：第 9 回

学長表彰(神戸大学)

3.
日付：2017 年 12 月 13 日
受賞者：木村建次郎
賞名：第一回日本医療研究開発大賞 日本医療研究開発機構理事長賞
4.
日付：2017 年 10 月 28 日.
受賞者：稲垣明里, 木村建次郎, 木村憲明
賞名：神戸大学理学部ホームカミングデイ第 8 回サイエンスフロンティア 優秀発表賞
5.
日付：2018 年 3 月 18 日
受賞者：稲垣明里, 木村建次郎, 河野誠之, 谷野裕一, 三木万由子, 高尾信太郎,
渡邊奈津子, 小西豊, 岡本交二, 松本元, 山神和彦, 美馬勇輝, 土井恭二, 木村憲明
賞名：第 44 回（2018 年春季）応用物理学会講演奨励賞
6.
日付：2018 年 3 月
受賞者：鈴木章吾, 松田聖樹, 木村建次郎, 美馬勇輝,木村憲明
賞名：第 65 回応用物理学会

注目講演に選出71

別紙１
様式（年次報告書）
平成３０年

５月２３日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 名 称 マルチスケール計算生物学研究プロジェクト
研究代表者

部局・専攻・氏名 科学技術イノベーション研究科・近藤昭彦
0 千円， 受託研究経費

外 部 資 金

科学研究費補助金

獲 得 実 績奨学寄附金

1,800 千円，特許出願件数0 件，

論文発表件数 10 件，

11,435 千円
0 千円

共同研究経費
著書数

0件

２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

役

割

分

担

天能 精一郎科学技術イノベーション研究科

研究統括

石井

純

科学技術イノベーション研究科

検証統括

荒木 通啓

科学技術イノベーション研究科

解析統括

蓮沼 誠久

科学技術イノベーション研究科

分析統括

内田 和久

科学技術イノベーション研究科

製造プロセス

李 仁義

科学技術イノベーション研究科

製造プロセス

森 ゆうこ

科学技術イノベーション研究科

製造プロセス

厨 佑喜

科学技術イノベーション研究科

バイオインフォマティクス解析

Christopher

科学技術イノベーション研究科

データ解析

村田 昌浩

科学技術イノベーション研究科

機械学習

望月 正雄

科学技術イノベーション研究科

データ解析

Vavricka72

３．研究成果の概要等について＊継続用紙添付可，研 究 者 や 研 究 テ ー マ ご と な ど ， ３ページ以内に簡 潔 に ま と め て下さい。
○ 分子・細胞スケール解析：次世代バイオ医薬品製造技術研究プロジェクト
次世代バイオ医薬である抗体医薬の実用化に向けて、Chinese Hamster Ovary (CHO) 細胞を用いたバイオ医薬の大量生産技術の開発に着手した。前年度までに、CHO-K1 細胞培養における時系列のオミクスデータ取得に向けて、糖・アミノ酸・エネルギー代謝を中心に LC-MS/MS 測定ならびに MiSeq を利用した網羅的な遺伝子発現（RNA-seq）測定を行った。得られた測定データを利用して、代謝物・遺伝子間の相関解析を行うことで、細胞増殖に関わる代謝物・遺伝子と互いの相関について同定を行った。また、得られた結果を代謝パスウェイ上に視覚化するツールを開発することで、トランスクリプトーム・メタボロームの統合解析システムを構築した。こうした相関解析をもとにしたシステム解析技術の開発により、増殖に関与する指標の同定ならびに遺伝子・代謝物の相関を明らかにした。また、当該解析システムの抗体生産細胞への展開に向けて、すでに医薬品として認定されている 3 種の抗体医薬品の生産細胞を開発し、抗体生産に資する指標の同定ならびに遺伝子・代謝物の相関を明らかにするための解析をスタートした。こうしたアプローチ
は分子・細胞のマルチスケール解析を可能にし、新たな作業仮説を産み出していく上で意義あるものと考えられる。
○ 分子・細胞スケール解析：高機能遺伝子デザイン技術研究プロジェクト
物質生産を目的として、生産宿主のマルチスケール設計・構築・測定・（学習）のゲノムデザインサイクル（GDC）の実施を支援するプロトタイプシステムとして、前年度までに GDC プラットフォーム（PF）開発を行い、GDC 方法論のうち特に代謝設計から（異種）
代謝経路の導入、代謝ゲノムスケールモデルの構築、フラックスバランス解析（FBA）から代謝経路視覚化・ノックアウトモデル構築に至るプロセスを中心に検討することで、実用的なツール開発まで実施した。検証対象としては、Isobutanol（大腸菌）、Astaxanthin（出芽酵母）生産をモデルとして設定し、GDC PF 構築と実験検証を並行して行った。GDCPF では、想定される必要ツール群を予め準備しておき、各検証対象に応じてプロジェク
ト管理者が１プロジェクトとしてツール群を選択・管理することで、１ユーザに対して検証プロトコールとして提供していく仕様とした。
Isobutanol（大腸菌）では、M-path による代謝設計・代謝ゲノムスケールモデルの構
築（SBML 変換）による代謝経路の導入、フラックスバランス解析（FBA）からノックアウ
トモデル構築に至るプロセスの実験検証を逐次的に実施することで、GDC PF の妥当性について評価した。その結果、Isobutanol（大腸菌）生産について新たな最適化経路について提示できたと同時に、目的に近い生産量の株構築を短期間で実現した。一方で、代謝経路導入・ノックアウトの際の遺伝子・制御因子選択による代謝経路最適化並びに、測定データの規格化から学習に向けたプロセス開発についても今後の検討課題として挙がった。

73

○ 分子・細胞スケール解析：NEDO プロジェクト
新規情報解析技術を開発することにより、微生物が持つ物質生産能力を人工的 に 最 大 限 引 き 出 し た 細 胞 を 短 期 間 で 構 築 し 、従 来 法 の 生 産 性 の 凌 駕 、ま た は 生
産が難しい有用物質の創製を目指す。そのために必要となる基盤技術を開発するとともに、特定の生産物質における実用化技術を開発する。
具 体 的 に は 、 わ が 国 の 独 自 技 術 で あ る 長 鎖 DNA 合 成 技 術 を 超 高 速 化 す る こ とで 、高 度 の 多 様 性 を 有 す る 微 生 物 を 短 時 間 で 構 築 す る 技 術 を 開 発 す る と と も に 、
情報解析に必要な生産性データおよびオーミクスデータを高精度かつ高スルー
プ ッ ト で 取 得 す る 分 析・評 価 技 術 、す な わ ち「 ハ イ ス ル ー プ ッ ト 合 成・分 析・評
価 技 術 」を 開 発 す る 。次 に 、取 得 し た デ ー タ を 基 に 、有 用 物 質 の 生 産 性 を 画 期 的に 高 め 、従 来 と 比 較 し て 圧 倒 的 に 現 実 性 を 高 め た 代 謝 モ デ ル 、遺 伝 子 発 現 制 御 モ
デ ル 、統 合 モ デ ル（ こ れ ら を 生 産 細 胞 モ デ ル と 称 す る ）を 構 築 し 、生 産 細 胞 モ デル を 具 現 化 す る 遺 伝 子 配 列 を 設 計 す る シ ス テ ム 、「 遺 伝 子 配 列 設 計 シ ス テ ム 」を開発する。
本 シ ス テ ム は 、出 芽 酵 母 や 大 腸 菌 等 の 汎 用 宿 主 だ け で な く 、産 業 用 微 生 物 に も適用性を拡げ、民間企業が標的とする特定の生産物質で有効性を検証するととも に 実 用 化 技 術 を 開 発 す る 。さ ら に は 、基 盤 技 術 を 集 約 し た フ ァ ウ ン ド リ ー（ バイ オ フ ァ ウ ン ド リ ー ）を 構 築 し 、微 生 物 物 質 生 産 に お け る 新 規 産 業 形 態 の 創 出 を目指す。
本 年 度 は 、代 謝 設 計 技 術 開 発 の 一 環 と し て 、代 謝 経 路・酵 素 反 応 予 測 並 び に 代
謝 モ デ ル 構 築 技 術 の 開 発 を 中 心 に 、 NEDO 参 画 プ ロ ジ ェ ク ト 内 機 関 と 連 携 し て 、
予 測 と 検 証 に よ る フ ィ ー ド バ ッ ク を 開 始 し た 。 ま た 、 長 鎖 DNA 合 成 技 術 を 超 高
速 化 、ハ イ ス ル ー プ ッ ト 合 成・分 析・評 価 技 術 、遺 伝 子 配 列 設 計 シ ス テ ム の 開 発に必要とされる要素・基盤技術の開発を実施した。

74

４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Synthesis of sulfo-sialic acid analogues: potent neuraminidase inhibitors in regards toanomeric functionality
著者名：Vavricka, CJ., Muto, C., Hasunuma, T., Kimura, Y., Araki, M., Wu, Y., Gao, GF., Ohrui,
H., Izumi, M., Kiyota, H.
掲載誌，巻，ページ：Scientific Reports, 7(1), 8239, 2017
論文名：Transporter Engineering in Biomass Utilization by Yeast
著者名：Hara, Y. K., Kobayashi, J., Yamada, R., Sasaki, D., Kuriya, Y., Hirono-Hara, Y., Ishii, J.,
Araki, M., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Biotechnology Advances, 35(8), 1049-1059, 2017
論文名：Explicit correlation factors
著者名：Johnson, M. C., Hirata, S., Ten-no, S.
掲載誌，巻，ページ：Chemical Physics Letters, 683, 247-252, 2017
論文名：Bridging Single- and Multireference Domains for Electron Correlation: Spin-Extended
Coupled Electron Pair Approximation
著者名：Tsuchimochi, T., Ten-no, S.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Chemical Theory and Computation, 13(4), 1667-1681, 2017
論 文 名 ： Multi-state effective Hamiltonian and size-consistency corrections in stochastic
configuration interactions
著者名：Ten-no, S.
掲載誌，巻，ページ：The Journal of Chemical Physics, 147, 244107, 2017
論 文 名 ： Partially linearized external models to active ‐ space coupled ‐ cluster throughconnected hextuple excitations
著者名：Xu, E., Ten-no, S.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Computational Cheistry, 39, 875-880, 2018
論文名：Xylomexicanins I and J: limonoids with unusual B/C rings from xylocarpus granatum
著者名：Wu, YB., Wang, YZ., Ni, ZY., Qing, X., Shi, QW., Sauriol, F., Vavricka, CJ., Gu, YC.,
Kiyota, H.
掲載誌，巻，ページ：Journal of Natural Products, 80(9), 2547-2550, 2017
論文名：Chemical and pharmacological research of the plants from genus Ajuga
著者名：Qing, X., Yan, HM., Ni, ZY., Vavricka, CJ., Zhang, ML., Shi, QW., Gu, YC., Kiyota, H.
掲載誌，巻，ページ：Heterocyclic Communications, Doi:10.1515/hc-2017-0064, 2017
論文名：Glycoform of a newly identified pollen allergen, Cha o 3, from Chamaecyparis obtusa(Japanese cypress, Hinoki)
著者名：Osada, T., Maeda, M., Tanabe, C., Furuta, K., Vavricka, CJ., Sasaki, E., Okano, M.,
Kimura, Y.
掲載誌，巻，ページ：Carbohydrate Research, 448, 18-23, 2017
論文名：Evolutionary engineering of salt-resistant Chlamydomonas sp. strains reveals salinity
stress-activated starch-to-lipid biosynthesis switching
著者名：Kato, Y., Ho, SH., Vavricka, CJ., Chang, JS., Hasunuma, T., Kondo, A.
掲載誌，巻，ページ：Bioresource Technology, 245, 1484-1490, 2017

75

別紙１
様式（年次報告書）
平成３０年

５月２８日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 名 称 ３次元可視化システムを活用した文理融合研究プロジェクト
研究代表者

部局・専攻・氏名 システム情報学研究科・システム科学専攻・教授

外 部 資 金

科学研究費補助金

7,375 千円，受託研究経費23,850 千円

獲 得 実 績奨学寄附金

2,000 千円，共同研究経費

0 千円

特許出願件数1 件，

論文発表件数

11 件，

著書数

2 件

２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

役

割

分

担

的場 修

システム情報学研究科・システ 高臨場感３次元ディスプレイ・
センシング技術の開発
ム科学専攻

喜多 伸一

人文学研究科伊藤 真之

人間発達環境学研究科・人間環
仮想現実を用いた宇宙教育
境学専攻

井料 隆雅

工学研究科・市民工学専攻

仮想空間内での交通行動実験へ
の活用

高橋 裕

医学研究科･医学

臨床および基礎医学応用田浦 俊春

工学研究科・機械工学専攻「デザイン学」のための思考プ
ロセスの可視化山田 香織

先端融合研究環「デザイン学」のための思考プ
ロセスの可視化榎並 直子

先端融合研究環

画像認識

賀谷 信幸

アドバンスト・マイクロウェブ・コーディネータ
アレイズ株式会社

山下 真知子

大手前大学

清末 優子

理化学研究所ライフサイエンス 格子光シート顕微鏡による 3D ラ
技術基盤研究センター
イブイメージング画像の提供

視覚障害者移動支援システムの開発

立体可視化装置 CAVE による心理
評価実験

76

３．研究成果の概要等について

高臨場感３次元ディスプレイ・センシング技術の開発（ 的 場 ）
的 場 の グ ル ー プ で は ， π-CAVE の 更 な る 発 展 型 の ３ 次 元 デ ィ ス プ レ イ を 開 発 するために，電子ホログラフィー技術に基づく空中像再生型の３次元ディスプレ
イ の 研 究 を 行 な っ て い る 。特 に ，２ 値 位 相 変 調 に 基 づ く ３ 次 元 再 生 像 の 画 質 向 上方法の開発と，高速２値位相変調型空間光変調素子を用いて実験システムを構
築 し て い る 。 本 年 は ， 毎 秒 5,000 フ レ ー ム の ２ 値 位 相 変 調 が 可 能 な 高 速 空 間 光
変 調 素 子 を 用 い て ，時 間 分 割 に よ る 再 生 画 像 の 拡 大 実 験 を 実 施 し た 。実 験 結 果 から ３ 倍 の 再 生 像 を 得 る こ と に 成 功 し た 。ま た ，フ ル カ ラ ー 再 生 に 向 け て R, G, Bの ３ 色 の レ ー ザ ー 光 源 を 用 い て ，個 々 の 色 に 対 す る 再 生 像 を 得 て ，計 算 機 内 で 色合 成 す る こ と で カ ラ ー 再 生 を 実 施 し た 。光 セ ン シ ン グ 技 術 に 関 し て は ，デ ィ ジ タ
ルホログラフィー技術を用い，生きた細胞の状態をリアルタイムかつ３次元を一括して記録することのできる，マルチモーダルディジタルホログラフィック
顕 微 鏡 の 開 発 を 行 な っ て い る 。今 年 度 は ，蛍 光 の ３ 次 元 取 得 に 向 け て ，共 通 光 路
型オフアクシスディジタルホログラフィー法を提案し，マイクロビーズやマウスの神経細胞の蛍光３次元信号の取得に成功した。

視覚障害者移動支援システムの開発（喜多）視覚障害者の大部分を占める弱視者は，屋内や屋外を歩行するときに足元の見え方が弱く，路面でつまずき，道路の側溝や下り階段に落ち，事故を起こしがちである。特に鉄道のプラットホームでは死亡事故も多発している。この問題に対し 29 年度は，神戸大学計算科学センターが保有する没入型バーチャルリアリティ・システム π-CAVE を用いて，歩行中の弱視者の足元に光点や図形を提示するシステムを開発し，地面にバーチャル視
野計を作ることにより弱視者の足元知覚の精度を計測した。この目的のため，実験に参加する弱視者の歩行中の弱視者の頭部の 3 次元位置を計測し，それに対応する足元に光点や図形を提示し，見え方を調べた。視覚障害の症状や重度は多様であり，それゆえ弱視者の視力・視野の障害も多様であることから，計測システムの実用化のためには多様な弱視者への対応が必要である。そのため本研究では，網膜色素変性症，緑内障，網膜剥離など，多様な症状の弱視者に協力していただき，足元知覚の精度を計測した。歩行時の足元知覚を計測する本研究は，これまで眼科の検査室で行われた視力・視野の検査と，日常的な視覚機能を数値的・計量的に対応させ，歩行時の安全性を高めるものであり，計測結果を社会に還元することにより，安全性を高める技術の社会実装につなげることを目的として遂行している。

リスク存在下での交通行動を観測するための仮想環境実験手法の構築と評価（井料）
交通事故などのリスク存在下で人の行動を仮想空間で観測する際に，危険感を代 替 す る た め に「 負 の イ ン セ ン テ ィ ブ 」を 再 現 す る 実 験 手 法 の 開 発 と 実 験 装 置 の構 築 を 行 う こ と を 目 的 と し た 研 究 で あ る 。本 研 究 は 科 学 研 究 費 補 助 金 事 業（ 挑 戦77

的 萌 芽 研 究 ）の 2 年 目 と し て 実 施 し て お り ，本 年 度 は ，昨 年 度 構 築 し た ，歩 行 者の 道 路 横 断 挙 動 を 評 価 す る 実 験 シ ス テ ム を 用 い た 実 験 を 行 っ た 。具 体 的 に は ，仮
想空間における身体的な現実感の差異を検証するため，横断の有無を変化させた複数のシナリオを用意した実験を行った。
「 デ ザ イ ン 学 」の た め の 思 考 プ ロ セ ス の 可 視 化：創 造 的 思 考 の た め の 概 念 空 間 の仮想的可視化（田浦，山田）
人 間 が 新 し い ア イ デ ア を 創 案 す る な ど 創 造 的 思 考 を 行 う 際 に は ，頭 の 中 に あ る
概 念 を た ど り な が ら 思 考 し て い る と 考 え ら れ る 。創 造 的 思 考 を 支 援 す る た め ，その よ う な 概 念 空 間 を 可 視 化 す る こ と を 試 み た 。し か し な が ら ，人 間 の 思 考 を 直 接
的 に 可 視 化 す る こ と は 困 難 で あ る た め ，概 念 辞 書 WordNet を 用 い て 概 念 同 士 の意 味 的 な つ な が り（ 構 造 ）を 仮 想 空 間 内 に 可 視 化 し た（「 仮 想 的 概 念 空 間 」）。この 仮 想 的 概 念 空 間 内 で ，概 念 の 構 造 を ウ ォ ー ク ス ル ー し な が ら ，「ある 3 つの概念 の 中 心 と な る 概 念 を 求 め る 」と い う 実 験 を 行 い ，仮 想 的 概 念 空 間 が 創 造 的 思 考の手助けとなるとの結果を得た。
立 体 可 視 化 装 置 CAVE に よ る 心 理 評 価 実 験 （ 山 下 ）研 究 成 果 と し て ， 1.色 彩 空 間 が ヒ ト の 味 覚 ， 嗅 覚 ， 空 間 の 広 ・ 狭 感 ， 時 間 的 体
感 ，記 憶 に 及 ぼ す 影 響 を 探 る た め ，CAVE で の 色 彩 空 間 モ デ ル を 開 発 ，2.空 間 の広・狭 感 ，嗅 覚 ，味 覚 ，時 間 的 体 感 ，記 憶 の 印 象 評 価 実 験 の た め の 実 験 プ ロ グ ラ
ム の 開 発 ，3.空 間 の 広・狭 感 ，嗅 覚 ，味 覚 ，時 間 的 体 感 ，記 憶 の 印 象 評 価 に 関 す
る 前 段 階 実 験 の 実 施 を 行 な っ た 。前 段 階 実 験 を 経 て プ ロ グ ラ ム 改 善 後 ，被 験 者 に
よ る 4.色 彩 空 間 に よ る 味 覚 ，嗅 覚 ，広・狭 感 ，時 間 的 体 感 ，記 憶 の 印 象 評 価 に 関
す る 実 験 を 実 施 し た 。各 実 験 項 目 に 於 け る 6 色 相（ 赤 ・ 黄 赤 ・ 黄 ・ 緑 ・ 青 ・ 紫 ）各 色 200 を 超 え る デ ー タ よ り 得 た 概 ね の 結 果 と し て ，い ず れ の 実 験 に お い て も ，
色彩空間がヒトに何らかの影響を及ぼし，空間色の異なりと影響の度合いが異な る 。結 果 の 一 部 だ が ，空 間 の 色 彩 が 及 ぼ す 味 覚・嗅 覚 に 関 し て ，赤 空 間 で は 味
覚 の 甘 味 ，苦 味 及 び 嗅 覚 の 良 臭 ，悪 臭 と も 強 調 さ れ ，反 対 に 赤 の 補 色 で あ る 緑 空
間 で は 嗅 覚 の 良 臭 ，悪 臭 と も 抑 制 さ れ ，味 覚 で は 甘 味 の 抑 制 ，苦 味 の 強 調 が 見 られるなど新しい知見を得ている。
格 子 光 シ ー ト 顕 微 鏡 に よ る 3D ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ 画 像 の 提 供 （ 賀 谷 ， 清 末 ）細胞の高速高解像三次元画像化を革新した格子光シート顕微鏡によって得られ た 細 胞 の 3D 映 像 を 、 π -CAVE や ホ ー ル で 立 体 視 プ レ ゼ ン テ ー シ ョ ン す る 試
み を 行 っ て い る 。こ れ ま で に 、高 分 解 能 情 報 を 含 む 大 容 量 デ ー タ の 上 映 の た め の処理速度や、プレゼンテーション用画像を作成するツールやノウハウの不足が判明しており、引き続き対応を検討した。

78

４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Image recovery from defocused 2D fluorescent images in multimodal digitalholographic microscopy
著者名：X. Quan, O. Matoba, and Y. Awatsuji
掲載誌，巻，ページ：Optics Letters, Vol. 42, No. 9, PP. 1796-1799, 2017 年
論文名：Multimodal imaging based on digital holography
著者名：O. Matoba, X. Quan, P. Xia, Y. Awatsuji, and T. Nomura
掲載誌，巻，ページ：Proceedings of the IEEE, Vol. 105, Issue 5, PP. 906-923, 2017 年
論文名：Evaluation and design of a large-scale cloaking device by Hamiltonian-based
ray-tracing method. Part I: full-mesh representation
著者名：T. Tanaka and O. Matoba
掲載誌，巻，ページ： Journal of the Optical Society of America B, Vol. 34, No. 5, PP.
1041-1051, 2017 年
論文名：Evaluation and design of a large-scale cloaking device by Hamiltonian-based
ray-tracing method. Part II: design of the distribution of constitutive parameters
著者名：T. Tanaka and O. Matoba
掲載誌，巻，ページ： Journal of the Optical Society of America B, Vol. 34, No. 5, PP.
1052-1059, 2017 年
論文名：Three-dimensional imaging of distribution of refractive index by parallel
phase-shifting digital holography using Abel inversion
著者名：T. Fukuda, Y. Wang, P. Xia, Y. Awatsuji, T. Kakue, K. Nishio, and O. Matoba
掲載誌，巻，ページ： Opt. Express, Vol. 25, PP.18066-18071, 2017 年
論文名：Optical voice encryption based on digital holography
著者名：S. K. Rajput and O. Matoba
掲載誌，巻，ページ： Optics Letters, Vol. 42, No. 22, PP. 4619-4622, 2017 年
論文名：Digital holography and its multidimensional imaging applications: a review
著者名：T. Tahara, X. Quan, R. Otani, Y. Takaki, O. Matoba
掲載誌，巻，ページ： Microscopy, Vol. 67, No. 2, PP. 55-67, 2018 年
論文名：Haptic search in divided areas: optimizing the number of divisions
著者名：Kaga, H., Kawaguchi, C., Mishina, M., Kita, S., & Watanabe, T.
掲載誌，巻，ページ： Japanese Psychological Research, 59(2), 144-151. 2017. DOI:

79

10.1111/jpr.12151
論文名：Creative Design Thinking By Walking Through Virtual Concept Space
著者名：Kaori Yamada, Katsuhiro Kishimoto, Toshiharu Taura
掲載誌，巻，ページ：Proceedings of 5th International Conference on Design Creativity,
2018.
論 文 名 ： Creativity in Innovation Design: the roles of intuition, synthesis,and hypothesis
著者名：Toshiharu Taura and Yukari Nagai
掲載誌，巻，ページ：International Journal of Design Creativity and Innovation,
Vol.5, Issues3-4, pp.131-148, 2017 年
論文名：空間の色彩がヒトの味覚、嗅覚に及ぼす影響に関する研究－立体可視化装置
CAVE での空間心理評価実験の試み－
著者名：山下真知子

掲載誌，巻，ページ：日本色彩学会誌，第 41 巻，第 6 号，25-28，2017 年
[著書]
著

書：田浦

俊春（単著）

著者名：質的イノベーション時代の思考力：科学技術と社会をつなぐデザインとは発行所，発行年：勁草書房，2018 年
著

書：色の魔法で子どもがかわる

みんなのトイレペイントガイド

著者名：山下真知子
発行所，発行年：新風書房，2017 年[特許]
発明等の名称：ディジタルホログラフィック顕微鏡
出願者：国立大学法人神戸大学
発明者：的場修，全香玉
出願日：2017 年 10 月 11 日
出願番号：PCT/JP2017/36894

80

別紙１
様式（年次報告書）
平成 30 年 5 月 9 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 名 称 計算科学・計算機工学研究プロジェクト
部局・専攻・氏名 システム情報学研究科・計算科学専攻・田中成典

研究代表者

外 部 資 金

科学研究費補助金

獲 得 実 績奨学寄附金

特許出願件数件，16,200 千円， 受託研究経費千円，

共同研究経費

論文発表件数 11 件，

著書数

部局・専攻

役

千円
4,000 千円
件

２．構成員とその役割分担
氏

田中成典

名

割

分

担

システム情報学研究科・計算 全体のとりまとめ、計算生物
科学専攻
学

臼井英之

システム情報学研究科・計算計算宇宙科学
科学専攻

坪倉誠

システム情報学研究科・計算
計算流体力学科学専攻

81

３．研究成果の概要等について「宇宙機推進用イオンビームの電磁環境に関する格子多階層型粒子シミュレー
シ ョ ン 」（ 臼 井 グ ル ー プ ）本研究は, 格子細分化粒子シミュレーションコード PARMER を用いた大規模粒子シミュレー
ションにより, 宇宙機推進用イオンビームの電磁環境について，その電流と磁場擾乱の関係およびイオンビームの電子による電荷中和過程を解析したものである. 特に, イオ

イオン放出口ンビーム領域ではデバイ長が小さいた
め、その領域のみ時間空間共に格子を細分化した. 図 1 に３次元のシミュレーション空間を示す. 中央のイオンビーム領域では時間格子及び空間格子を
その外部領域に対して半分と設定した.

② イオン放出口①

また, イオン放出口を固定して, 電子
放出口について２つの場合を考えた．
イオンと電子の放出口は同じCase(1)の場合の放出イオンと電子の密度図を図 2 に示す. 質量が大きいイ

電子放出口

図 1: シミュレーションモデル

オンはほぼ直線的に進み, 電子もイオ
ンの静電力によりほぼイオンと同じ密度分布を示す. 熱速度放出の電子は半径方向にやや拡散する. 図 3 に電流密度分布とそれに伴って発生する
磁場のベクトルを示す. どちらのケースにおいても, ビーム内部は赤で示されたイオンビーム電流が主であり, ビーム境界の外側には, 半径方向

図 2: イオン（上）と電子（下）のビーム方向に拡散した電子がイオンに引きつけの密度断面図Case (1)

電子電流
イオン電流
電子電流

ビーム断面の
電流強度

Case (2)ビーム断面の
磁場ベクトル

ビーム方向の電流強度

図 3: ビーム方向の電流密度（左）、ビーム断面での電流密度（中）、磁場ベクトル（右）られて同じ方向に進むために、薄い青色で示された電子電流が存在する. ビーム境界イオ
ン電流と電子電流により, 図の右に示すように強い磁場がビーム境界で見られる. Case(2)82では、放出口から出された電子がイオンビーム面の斜め方向からビーム領域に加速されながら入るため, 中央下の図にあるように, ビーム境界のすぐ外において電子電流が大きくなる. このため, 右下の図にあるように, その領域での磁場も強くなる. そのため,Case(1)ではほぼ環状の磁場ベクトルも, Case(2)では斜め方向に歪められた磁場ベクトル分布となる. Case(2)では, 放出口からの電子がイオンビーム内を半径方向に振動しながらビーム方向に進むため, 磁場構造もビーム方向に変化する. このようにイオンビーム電荷中和過程における磁場変動が確認された. 磁場強度, 周波数を特定することが今後の課題である.

「 計 算 生 命 科 学 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 」（ 田 中 グ ル ー プ ）昨年度より引き続き、「FMO 創薬コンソーシアム」の主要メンバーとして、産官学連携で、京などの HPCI インフラを活用し、フラグメント分子軌道（FMO）法による創薬シミュレーショ
ンを行い、インシリコ創薬の研究開発と基盤技術プラットフォームの構築を進めた。例として、Pim1 阻害剤の activity cliff の溶媒効果を考慮したフラグメント分子軌道法を用いて解析した（理化学研究所との共同研究）。
また、ガンに関係する Ras タンパク質の構造変化の分子動力学シミュレーションと周辺の水の水素結合ネットワークに付随した情報エントロピーの動的変化の解析を行った（図 4 参照；神戸大学医学研究科との共同研究）。タンパク質－リガンド分子系のドッキ
ングシミュレーションに関し、共溶質を添加してアンサンブルドッキングの効率を向上
させる新たな手法開発を行った。さらに、放射線リスクを定量化するために、細胞生存率と DNA 二重鎖切断率を関係づける新たな指標を提案した。
上記以外にも、原始地球における生命の起源物質生成の機構を探るために、隕石衝突による衝撃波誘起のアンモニアならびに炭化水素生成の第一原理シミュレーションを行
い、様々な反応メカニズム・反応経路について議論した（熊本大学、南カリフォルニア大学との共同研究）。また、非平衡線形 Onsager-Machlup 緩和過程のダイナミクスを情報
幾何学的な観点から温度・時間空間の曲率を用いて特徴付けた。さらに、スピン分極した
有限温度電子液体の相関関数ならびに熱力学関数の正確な評価を Singwi-Tosi-LandSjolander 近似に基づき行った。

図 4：Ras/GTP 系のスイッチ開閉の MD シミュレーションと状態遷移に伴う周囲の水の水
素結合ネットワークに付随した情報エントロピーの動的変化の様子。

83

４．論文・著書・特許出願リスト＊当該年度において学術誌などに発表した論文・著書等の著者，発表論文名，掲載誌，巻号，ページ，年の各項目及び特許出願について記載して下さい。
（受理証明があるものも記
載可）

[論文]
論文名：Numerical simulations of a sounding rocket in ionospheric plasma: effects
of magnetic field on the wake formation and rocket potential
著者名：D. Darian, S. Marholm, J. J. P. Paulsson, Y. Miyake, H. Usui, M. Mortensen
and W. J. Miloch
掲載誌，J. Geophys. Res.- space physics, 2017. DOI: 10.1002/2017JA024284
論 文 名 ： Application of Block-structured Adaptive Mesh Refinement toParticle Simulation
著者名：H. Usui, S. Kito, M. Nunami, M. Matsumoto
掲 載 誌 ， Procedia Computer Science, Volume 108, 2017, Pages
2527-2536, https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.05.255
論 文 名 ： Dependence of Generation of Whistler-Mode Chorus Emissions on
the Temperature Anisotropy and Density of Energetic Electrons in the Earth's
Inner Magnetosphere
著者名：Yuto Kato, Yoshiharu Omura, Yohei Miyake, Hideyuki Usui, and Hiroshi
Nakashima
掲 載 誌 ， J. Geophysical Research: Space Physics, Vol. 123, No. 2, pp.
1165-1177, February 2018 https://doi.org/10.1002/2017JA024801
論文名：Newly Characterized Interaction Stabilizes DNA Structure: Oligoethylene
Glycols Stabilize G-quadruplexes via CH-π Interactions
著者名：H. Tateishi-Karimata, T. Ohyama, T. Muraoka, P. Podbevsek, A.M. Wawro,
S.
Tanaka, S. Nakano, K. Kinbara, J. Plavec, N. Sugimoto
掲載誌，巻，ページ：Nuc. Acids Res . 45 (2017) pp. 7021-7030
論文名：An Effective Microscopic Index Associated with Cell Survival and DNA
Lesions for Estimating Radiation Risk
著者名：K. Yoshinari, S. Tanaka, K. Ebina

84

掲載誌，巻，ページ：J. Environ. Health Sci. 3 (1) (2017) pp. 1- 5
論文名：Improved Equation of State for Finite-Temperature Spin-Polarized Electron
Liquids on the Basis of Singwi-Tosi-Land-Sjolander Approximation
著者名：S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：Contrib. Plasma Phys. 57 (2017) pp. 126-136
論文名：Cosolvent-Based Molecular Dynamics for Ensemble Docking: Practical Method
for Generating Druggable Protein Conformations
著者名：S. Uehara, S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：J. Chem. Inf. Model. 57 (2017) pp. 742-756
論文名：Meteorite Impacts on Ancient Oceans Opened Up Multiple NH3 Production
Pathways
著者名：K. Shimamura, F. Shimojo, A. Nakano, S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：Phys. Chem. Chem. Phys. 19 (2017) pp. 11655-11667
論文名：Structural Transition of Solvated H-Ras/GTP Revealed by Molecular Dynamics
Simulation and Local Network Entropy
著者名：S. Matsunaga, Y. Hano, Y. Saito, K.J. Fujimoto, T. Kumasaka, S. Matsumoto,T. Kataoka, F. Shima, S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：J. Mol. Graph. Model. 77 (2017) pp. 51-63
論文名：Information Geometrical Characterization of the Onsager-Machlup Process
著者名：S. Tanaka
掲載誌，巻，ページ：Chem. Phys. Lett. 689 (2017) pp. 152-155
論 文 名 ： Theoretical Analysis of Activity Cliffs among Benzofuranone Class Pim1
Inhibitors Using the Fragment Molecular Orbital Method with Molecular Mechanics
Poisson-Boltzmann Surface Area (FMO+MM-PBSA) Approach
著者名：C. Watanabe, H. Watanabe, K. Fukuzawa, L. Parker, Y. Okiyama, H. Yuki, S
Yokoyama, H. Nakano, S. Tanaka, T. Honma
掲載誌，巻，ページ：J. Chem. Inf. Model. 57 (2017) pp. 2996-3010

85

別紙１
様式（年次報告書）
平成３０年

５月１１日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研究プロジェクトの名称

神経回路網シミュレーションモデル研究プロジェクト

部局・専攻・氏名 工学研究科・電気電子工学専攻・大森敏明

研究代表者

外 部 資 金

科学研究費補助金

獲 得 実 績奨学寄附金

特許出願件数

０件，

２２，７５０千円，

受託研究経費千円

千円，

共同研究経費

千円

４件，

著書数

０件

役

分

論文発表件数２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

割

大森敏明

工学研究科・電気電子工学専
研究代表者
攻・准教授

横川

三津夫

システム情報学研究科・計算研究分担者
科学専攻・教授

和氣

弘明

医学研究科・医科学専攻・教
研究参画者
授

森田

光洋

理学研究科・生物学専攻・准
研究参画者
教授

橘

吉寿

Amitava
Majumdar

Subhashini
Siyagnanam

医学研究科・医科学専攻・講
研究参画者
師
米国・カリフォルニア大学サンディエゴ校・サンディエゴ
研究参画者
スーパーコンピュータセンタ
ー・部長
米国・カリフォルニア大学サンディエゴ校・サンディエゴ
研究参画者
スーパーコンピュータセンタ
ー・スタッフ86

担

３．研究成果の概要等について【研究の背景および目的】
本プロジェクトでは，スーパーコンピュータπ-computer を利用して，神経回路網の動きを神経生理学に基づいてモデル化した数理モデルによるシミュレーションを通して，
脳型情報処理システムの解明及び工学分野への適用可能性について追求することを目的としている．
このため，米国・カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)・サンディエゴ・スーパ
ーコンピュータセンター（SDSC）との連携により，イェール大学とデューク大学で開発が進められている神経回路網シミュレーション環境 NEURON をπ-computer 上に構築
し，NEURON 環境の実問題への適用可能性について評価する．また，このシステムに適合した数理モデルを構築し，脳型情報処理システムの機能と神経回路網の空間構造との間の連関を解明するとともに，医工学分野への適用可能性や，イメージングデータとして計測される神経活動データからの数理モデル抽出を実現するデータ駆動型のアプロー
チを探求することを目標として，平成２９年度は，下記に示す３つのテーマに関する研究を行った．なお，本研究プロジェクトに関連して，科学研究費・国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）に採択され，国際共同研究を推進している．
【研究成果の概要】
１．スーパーコンピュータπ-computer における神経回路網シミュレーション環境
NEURON の構築と神経回路網シミュレーションによる脳型情報処理の理論研究
昨年度に引き続き，米国・サンディエゴ・スーパーコンピュータセンター（SDSC）との連携により，π-computer に神経回路網シミュレーション環境 NEURON の構築を進めた．NEURON 環境は，脳神経システムに関する実験と理論の融合的研究を行う上で重要視されているが，従来の枠組みは一般的なパーソナルコンピュータでの使用を前提としており，スーパーコンピュータでの環境構築には，NEURON 自体の改変を含む調整が必要となる．本年度は，特に，NEURON において，ギャップジャンクション型の結合を有するネットワークのシミュレーションを行うことで，電気シナプスによって形成されるネットワーク構造が，情報統合様式に与える影響を理論的に研究した．この成果は国内外の学会で公表するとともに，京都大学数理解析研究所より依頼講演を受けた．
２．データ駆動型アプローチに基づく時空間ダイナミクスの推定アルゴリズムの構築と他分野への応用
近年の計測技術の発展により，脳神経システムの時空間データの計測が実現されつつある．しかしながら，計測データに基づいて，神経回路ネットワークの数理モデルを構築するための方法論は確立していない． NEURON 環境では，個々の神経細胞の形態構造（神経細胞の空間構造）は比較的精緻に数理モデル化されているものの，神経システ
ムのダイナミクスを支配する電気特性の空間分布や神経細胞間の結合パターンは，未知の場合が多く，データ駆動でこれらの特性を推定する方法を構築する必要がある．

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このような背景のもと，本年度は，NEURON 環境で実装される神経ネット
ワーク構造を，実験データから推定するための機械学習アルゴリズムの構築を行った．ベイズ統計学の枠組みとNEURON 環境を融合することにより，

図：神経ネットワークダイナミクスの抽出

計測データから神経ネットワークの時空間非線形ダイナミクスを定めるシナプスコンダ
クタンスを推定する方法を構築した．ベイズ統計の枠組みに基づいて構築したアルゴリ
ズムを用いた推定により，神経ネットワークにおける時空間応答の精緻な推定を行うとともに，その背後にあるシナプスコンダクタンス（神経ネットワークの構造）も精緻に推定可能であることを示した．本研究に関連して，2017 年 5 月に行われた国内学会（システム制御情報学会研究発表講演会）にて，当該研究に関する特別セッションを提案し，受理された．加えて，本研究の成果は関連研究者の注目を受け，国内研究会で依頼講演を受けるとともに，本手法を拡張した方法について，国内学会より発表賞を受賞した．
さらに，本研究で構築したアルゴリズムを地球惑星科学分野へ応用する研究を行った．
前年度に行った時間方向のみの推定アルゴリズム研究を発展させ，地球惑星科学分野で重要とされる固相と液相が混在する不均質反応において，特に，時空間ダイナミクスの推定アルゴリズムの構築を行った．他機関[海洋研究開発機構(JAMSTEC)，東北大学，
東京大学，物質・材料研究機構(NIMS)]の研究者と共同で，上述の神経の時空間システム
へ方法を応用することにより，観測可能な液相の中間物の時空間データからその背後にある固相の反応物や生成物の時空間応答を推定するとともに，非線形ダイナミクスを支配する拡散定数と反応定数をも同時に推定することが可能な統計的アルゴリズムを構築した．得られた結果は，アメリカ地球物理連合(American Geophysical Union; AGU)との合同国際学会で公表するとともに，依頼講演を受けた．
なお，NEURON 環境に適合した数理モデルや不均質反応ダイナミクスの時空間モデル
を計測データから推定する上で重要な，本プロジェクトで構築したデータ駆動的アプローチの研究について，研究代表者は東京大学からの依頼を受け，東京大学高次元データ駆動科学教育プログラムにおける全８回の集中講義を行った．
３．神経イメージングと数理モデリングの融合による情報抽出技術の研究開発
近年の神経イメージング技術の発展により，神経ネットワークを構成する多数のニューロンの同時計測が実現されつつある．しかしながら，神経イメージングで計測されたデータからその背後にあるダイナミクスを抽出する技術は確立していない．イメージン
グ計測において，神経応答と実際の観測量との間の関係は非線形であることに注目し，カルシウムイメージング計測の観測モデルを考慮したデータ解析アルゴリズムを構成する研究を行い，その有効性を検証した．
加えて，神経イメージングデータの時間超解像への応用を想定し，機械学習技術を用いた動画像からの超解像技術の研究を行った．フレームレートが低いイメージングデー
タからより高フレームレートのイメージングデータを推定するための時間超解像技術の開発を行った．時空間自己回帰モデルを導入するアルゴリズムを構成することにより，

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低時間解像度の動画像データから高い時間解像
度の動画像を推定できることを示した．これらのイメージングと数理モデリングを融合した研究について，知能システムに関する国際会議より，最優秀論文賞を受賞した．
さらに，イメージング技術と数理モデリング
解析技術を融合する研究を推進するために，後述するイメージング数理モデリング研究会を開
催し，活発な討論を行った．
以上の３つのテーマの通り，本プロジェクト

図：時空間自己回帰モデルによる時間超解像の２年度目として，平成２９年度は，神経回路網に関する医学・工学・情報学の融合研
究を UCSD との国際共同研究として推進するとともに，神経回路網研究の推進において構築した，神経ネットワークにおける時空間ダイナミクス抽出のための情報処理技術を用いて，地球惑星科学分野における時空間ダイナミクス抽出への応用研究も行った．
なお，上記の研究の一部は，文部科学省

科学研究費補助金・新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」，科学研究費助成事業・国際共同
研究加速基金（国際共同研究強化），科学技術振興機構

戦略的創造研究推進事業 CRESTの支援のもとで，行われた．
■学会における特別セッションの開催
セッション名：「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の展開」
オーガナイザー：大森敏明（神戸大学）
学会名：第 61 回システム制御情報学会研究発表講演会，開催日：2017 年 5 月 24 日
１． スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の展開（東京大学，物質・材料研究機構・福島孝治）
２． 物理モデリングとスパースモデリングの融合による脳神経ダイナミクスの抽出（神戸大学・大森敏明）
３． 地球システムの理解に向けた情報計測融合（海洋研究開発機構・桑谷立）
４． シミュレーション／データ両駆動型データ同化法の創出へ（東京大学地震研究
所・長尾大道）５． 動的スパースモデリングと最適制御（北九州市立大学・永原正章）■イメージング数理研究会の開催
開 催 日 ・ 場 所 ： 2017 年 7 月 26 日 ， 神 戸 大 学 自 然 科 学 総 合 研 究 棟 ３ 号 館
概要：本研究プロジェクトを構成する工学研究科，システム情報学研究科，医学研究科，理学研究科の教員，学生が参加する研究会を開催し，プロジェクト外の講師２名（産業技術総合研究所，本学医学研究科）を含む６件の講演において，神経科学に関するイメージング技術，数理解析技術の融合研究に関する討論を行った．学生を含む若手研究者にも口頭発表の機会を設けることで，神経科学や脳型人工知能を切り口に，学際的な視野を備えた人材を育む場を設けた．

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４．論文・著書・特許出願リスト[論文]
論文名：Belief Propagation for Probabilistic Slow Feature Analysis
著者名：Toshiaki Omori, Tomoki Sekiguchi, Masato Okada
掲載誌：Journal of the Physical Society of Japan, Vol. 86, pp. 084802-1-6 (2017).
論文名：Sparse Super-Resolution Method Using Accelerated Cross-Validation
著者名：Takenori Nakaya, Toshiaki Omori
掲載誌：ACM International Conference Proceeding Series [2nd International
Conference on Intelligent Systems, Metaheuristics & Swarm Intelligence],
pp. 1-6 (2018)
論文名：Frame Rate Upconversion Using Sparse Spatio-Temporal Auto Regressive
Model
著者名：Yusuke Tanaka, Toshiaki Omori
掲載誌：Proceedings of 18th International Symposium on Advanced Intelligent
Systems, pp. 107-114 (2017)【当該国際会議にて，最優秀論文賞を受賞】
論文名：t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding Spectral Clustering
著者名：Nicoleta Rogovschi, Jun Kitazono, Nistor Grozavu,
Toshiaki Omori, Seiichi Ozawa
掲載誌：Proceedings of 2017 International Joint Conference on Neural Networks ,pp. 1628-1632 (2017)[参考：国際学会における発表][1] “Extracting Neuronal Nonlinear Dynamics Based on Sparse Modeling”

Shinya Otsuka, Toshiaki Omori
International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (2017)[2] “Bayesian Inversion Analysis of Nonlinear Spatiotemporal Dynamics ofHeterogeneous Reactions in Rock-Water Interaction”

Ryota Morimoto, Tatsu Kuwatani, Atsushi Okamoto, Koji Hukushima,
Toshiaki Omori
International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (2017)[3] “Bayesian Inversion Analysis of Nonlinear Spatiotemporal Dynamics ofHeterogeneous Reactions in Rock-Water Interactions”

Toshiaki Omori, Ryota Morimoto, Tatsu Kuwatani, Atsushi Okamoto, Koji
Hukushima
JpGU-AGU Joint Meeting 2017 (2017)[4] “Optimization of Non-ideal Parameters of Amphibole Solid Solution Using
Exchange Monte Carlo Method”,

90Atsushi Okamoto, Tatsu Kuwatani, Kenta Ueki, Toshiaki Omori, Koji
Hukushima
JpGU-AGU Joint Meeting 2017 (2017)[5] “Localization of Innexins in the Atennae of the Japanese Carpenter Ant,
Camponotus Japonicus and Its Putative Involvement in the Chemosensory
Mechanism for Nestmate-nonnestmate Discrimination”

Tatsuya Uebi, Yusuke Takeichi, Kouji Yasuyama, Naoyuki Miyazaki,
Kazuyoshi Murata, Satoshi Kurihara, Eichi Takaya, Hideo Kubo, Toshiaki
Omori, Mamiko Ozaki
51th Annual Meeting of the Japanese Association for the Study of Taste andSmell (2017)[6] “Localization of Innexin in the Antennae of the Japanese Carpenter Ant,
Camponotus Japonicus, and Its Involvement in the Specific Functions of
Dendritic Network for the Chemosensory System of Nestmate-nonnestmate
Discrimination”

Tatsuya Uebi, Yusuke Takeichi, Kouji Yasuyama, Naoyuki Miyazaki,
Kazuyoshi Murata, Satoshi Kurihara, Eichi Takaya, Hideo Kubo, Toshiaki
Omori, Mamiko Ozaki
The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of
Taste and Olfactory Perception (2017)[7] “t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding Spectral Clustering”

Nicoleta Rogovschi, Jun Kitazono, Nistor Grozavu, Toshiaki Omori, Seiichi
Ozawa
International Joint Conference on Neural Networks (2017)[8]“Frame Rate Upconversion Using Sparse Spatio-Temporal Auto Regressive
Model”
Yusuke Tanaka, Daiki Kishimoto, Toshiaki Omori
18th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (2017)[9] “Sparse Super-Resolution Method Using Accelerated Cross-Validation”

Takenori Nakaya, Toshiaki Omori
2nd International Conference on Intelligent Systems, Metaheuristics &Swarm Intelligence (2018)

91

別紙１
様式（年次報告書）
平成 30 年 5 月 11 日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書
１．研究プロジェクト概要
研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 名 称 計算科学研究機構（AICS）共同研究
研究代表者

部局・専攻・氏名 システム情報学研究科・計算科学専攻・横川三津夫

外 部 資 金

科学研究費補助金

獲 得 実 績奨学寄附金

特許出願件数

0 件，

1,976 千円， 受託研究経費
500 千円，

論文発表件数

0 千円
0 千円

共同研究経費

0 件，

著書数

0 件

２．構成員とその役割分担
氏

名

部局・専攻

役

割

分

担

横川

三津夫

システム情報学研究科・計算科学専攻研究プロジェクト全体の統括と高性能アルゴリズムの提案宇野篤也

理化学研究所計算科学研究機構・運用技術部門システム運転技術チーム

計算結果の可視化データの生成石原卓

名古屋大学大学院工学研究科・流DNS データの解析
体工学

金田

行雄

愛知工業大学基礎教育センター・計
DNS データ解析に関する統括
算流体力学

今村

俊幸

廣田

悠輔

青木聖陽

理化学研究所計算科学研究機構・大規模並列数値計算技術研究チー 3 次元 FFT の並列解法の開発
ム
理化学研究所計算科学研究機構・大規模並列数値計算技術研究チー 3 次元 FFT の並列解法の開発
ム
システム情報学研究科博士課程前
3 次元 FFT の並列解法の開発
期課程

92

３．研究成果の概要等について＊継続用紙添付可，研 究 者 や 研 究 テ ー マ ご と な ど ， ３ページ以内に簡 潔 に ま と め て下さい．
（ 1） 大 規 模 乱 流 直 接 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン コ ー ド の 高 性 能 化 及 び そ の 評 価
本研究の目的は，境界壁を持たない乱流の中で周期境界条件を満たす最も規範的な
非圧縮性乱流（カノニカル乱流）の振る舞いをシミュレーションすることである．このため，周期境界条件を課した 3 次元立方体領域においてナビエ・ストークス方程式を解く 2 軸方向の領域分割による並列化直接数値シミュレーション（DNS）コードの定式化，2 軸並列の DNS プログラムを開発したものを用いた高解像度乱流 DNS を進展させた．
世界最大規模（格子点数 122883）の DNS を継続実施し，信頼性の高い乱流データ
ベースを構築した．得られたデータを解析し，エネルギースペクトルや二次の構造関数に見られたべき則がこれまでの理論が想定している（Re が十分大きい極限での）慣性
小領域のものではなく，粘性の影響を受けたものであることを発見した．これは従来の
乱流間欠性モデルの見直しの必要性を示すものである．また，スペクトル法に代わる手法として，Compact スキーム及び時間方向の積分手法についての検討を開始した．
また，メニーコア・システム上でのコード実行を目指して，3 次元 FFT に対する 1
軸分割（Slub），2 軸分割（Pencil）に加え，3 軸分割（Cube） の空間分割による並列化手法について，通信コストのモデルの観点から，最適な分割方法に関する評価を京コンピュータおよび Oakforest-PACS 上で実施した．その結果，2 軸分割が比較的少ないコストの可能性を示唆したが，2 次元 Alltoall 方式の 3 軸分割も高い性能を出す可能性が残されていることが分かった．そして，2 軸分割と 2 種類の通信方法の 3 軸
分割の 3 次元 FFT を，1 次元 FFT に FFTE の C 言語移植版 FFTE-C を用いて実装し，京コンピュータと Oakforest-PACS を用いてその性能を測定した．また，
Oakforest-PACS 上で MPI Alltoall 関数の実行時間を測定し，Oakforest-PACS の通信モデルの推定を行った．結果として，ノード数が 32 までの場合では理想的なpairwise 通信モデルがもっとも近い通信モデルであることが分かった．

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４．論文・著書・特許出願リスト＊当該年度において学術誌などに発表した論文・著書等の著者，発表論文名，掲載誌，巻号，ページ，年の各項目及び特許出願について記載して下さい．
（受理証明があるものも記
載可）【参考】(1) T. Ishihara, Y. Kaneda, K. Morishita, M. Yokokawa, and A. Uno, Second-order
structure function in high-resolution DNSs of turbulence – Where is the inertial
subrange?, 70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, 62 (14),November 19-21, Denver (2017)(2) M. Yokokawa, K. Morishita, T. Ishihara, A. Uno, and Y. Kaneda, Performance of
DNS of Canonical Turbulence and Some Simulation Results on the K Computer,
Russian Supercomputing Days, September 25-16, 2017, Moscow, Russia (2017)(3) 青木聖陽，廣田悠輔，今村俊幸，横川三津夫，FFT カーネルを用いた KNL でのスケ
ーラビリティに関する調査，Vol.2017-HPC-161, No.16, pp.1-7 (2017)(4) 青木聖陽，今村俊幸，横川三津夫，廣田悠輔，メニーコアプロセッサにおける多軸分割を用いた 3 次元 FFT の性能評価，Vol.2018-HPC-163, No.29, pp.1-7 (2018)94